ComparaçÃo por método de elementos finitos 2d da distribuiçÃo de tensões em coroas totais metalo-cerâmicas e de cerâmica pura utilizando diferentes tipos de carregamentos



Baixar 0,87 Mb.
Página1/2
Encontro13.10.2018
Tamanho0,87 Mb.
  1   2



COMPARAÇÃO POR MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS 2D DA DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES EM COROAS TOTAIS METALO-CERÂMICAS E DE CERÂMICA PURA UTILIZANDO DIFERENTES TIPOS DE CARREGAMENTOS
Andréa Barreira Motta1, Fernando Pereira Duda2, Luis Carlos Pereira2, Andréia R.C.C. da Cunha3

1Programa de Engenharia Mecânica, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro (RJ), Brasil, Professora de Prótese Dentária na Fac. de Odontologia da UNESA, Rio de Janeiro (RJ), Brasil

2Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro (RJ), Brasil

3Programa de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro (RJ), Brasil

Professora de Prótese Dentária na Fac. de Odontologia da UNESA, Rio de Janeiro (RJ), Brasil

E-mail: andreamotta@mecanica.coppe.ufrj.br

Resumo. Através do Método de Elementos Finitos foi realizada a comparação da distribuição de tensões em coroas totais metalo-cerâmicas e de cerâmica pura submetidas a diferentes modos de carregamento. O modelo 2D de um pré-molar superior foi submetido a cargas compressivas simulando um contato fisiológico (simultâneo nas duas cúspides) e não-fisiológico (somente em uma das cúspides). Os valores de carga utilizados foram 100N de acordo com valores médios de contato funcional. Os resultados mostraram que a distribuição de tensões em todos os modelos foi bastante semelhante, no entanto, no modelo da restauração em cerâmica pura, os valores de tensões foram mais altos. A situação mais desfavorável refere-se à condição de carga aplicada apenas na cúspide lingual em ambos os modelos. As tensões de valores mais altos ficaram localizadas na interface infraestrutura/cimento, na região do sulco principal, na porção externa da face vestibular e na região cervical vestibular. Estes locais das tensões de tração máxima estão de acordo com os locais de maior frequência de fratura. Considerando-se as limitações próprias dos estudos utilizando-se modelos numéricos é possível concluir que, os valores de tensões para os modelos da restauração de cerâmica pura são mais altos, podendo ser mais danoso ao dente remanescente e que o ajuste da restauração para a obtenção de contatos fisiológicos é importante para garantir a longevidade da restauração de coroa total.
Palavras-chave: Metalo-cerâmica, All-Ceram, Distribuição de tensões, Método de elementos finitos e Fratura.

1. INTRODUÇÃO
As restaurações metalocerâmicas são amplamente utilizadas em odontologia na área de prótese dentária (ÖZCAN, 2003, CRAIG, 2004) e são consideradas o padrão ouro na odontologia (ANUSAVICE, 2012), pois apresentam alta resistência, estética aceitável e, principalmente, pelo seu baixo custo comparado às restaurações de cerâmica pura (AllCeram).

De acordo com CRAIG a taxa de falha da maioria das restaurações em metalocerâmica durante avaliação por 10 anos foi significativamente menor do que as restaurações de cerâmica pura. DE BACKER et al. (2006), em estudo longitudinal realizado na Bélgica durante 18 anos, descreveram que as razões mais comuns para a escolha da realização de preparo dentário para coroa total foram: perda extensiva de tecido dentário devido à cáries (65,9%), troca de uma restauração pré-existente (12,2%), trauma (7,7%), problemas endodônticos (6,3%), ou por motivos estéticos (5,4%). Em uma revisão de trabalhos dos últimos 50 anos relacionados à falhas em prótese fixa, GOODACRE et al. (2003) encontraram que a fratura da porcelana está em primeiro lugar no fator de falha para coroas unitárias com uma média de 3% de falhas (variando entre 2,7% a 6%) apresentando a mesma porcentagem que a necessidade de tratamento endodôntico (3%). Os outros fatores encontrados foram: perda de retenção (2%), doença periodontal (0,6%) e cáries (0,4%). PJETURSSON et al. (2007) realizaram uma revisão sistemática da taxa de sucesso em 5 anos de coroas totais de cerâmica pura e metalocerâmicas. Foram incluídos 34 trabalhos. Baseado em meta-análise, a taxa de sucesso das coroas de cerâmica pura foi de 93.3% e a metalocerâmica apresentou taxa de 95.6%. Segundo BURKE (2002) a taxa anual de falhas clínicas em relação à fratura de coroas all-Ceram se mantém consistente na faixa de 3%, sugerindo que o desempenho, em longo prazo, não depende somente da resistência do material. Os estudos clínicos da longevidade de coroas totais metalocerâmicas mostraram que a prevalência de fratura da porcelana varia entre 5 a 10% em dez anos de uso (COORNAERT et al. 1984). STRUB et al. (1988) observaram uma taxa de falha de restaurações metalocerâmicas de apenas 1% a 3% em 5 anos.

Apesar dos benefícios proporcionados pelas cerâmicas, tal material ainda apresenta fatores que remetem a estudos na busca do aprimoramento em relação à baixa resistência às forças de tração e confiabilidade (RAIGRODSKI et al. 2006), porosidades, diferenças na expansão térmica entre os vários tamanhos de partículas e elementos e defeitos superficiais que são considerados iniciadores de fratura. Complicações como a fratura da porcelana de recobrimento, ainda apresentam alta incidência (RAIGRODSKI et al. 2006; SAILER et al., 2007). COELHO et al., 2009; SWAIN, 2009 sugeriram que esta falha pode estar associada ao processamento do material. ANUSAVICE et al. (2007) enfatiza em seus estudos alguns dos fatores que induzem à formação de trincas em materiais cerâmicos, como por exemplo: tensões térmicas devido à incompatibilidade térmica, múltiplas queimas, força mastigatória localizada, contato prematuro e expansão térmica imprópria.

IMANISHI et al. (2003), avaliaram a distribuição de tensões de coroas de cerâmica pura do tipo Dicor, Empress, In-Ceram e Empress II na região de 1o molar inferior e concluíram que as cargas aplicadas horizontalmente, simulando a mastigação, também são fatores críticos na resistência dos materiais cerâmicos. Os autores acreditam que o ajuste oclusal pode diminuir a concentração de tensões em restaurações cerâmicas, e que o risco à fratura deve ser levado em conta em dentes posteriores, que estão substancialmente sujeitos à tensão.

COELHO et al, realizaram ensaio laboratorial de fadiga utilizando contato com deslizamento na cúspide disto-vestibular de molar inferior e levou a falha coesiva no sistema Allceram zirconia. Alguns trabalhos clínicos descrevem falha coesiva nas cúspides linguais neste tipo de restauração (RAIGRODSKI et al., 2006; SAILER et al., 2007; GUESS et al., 2009). Uma possibilidade para ocorrer a falha nas cúspides linguais é que a função em grupo durante o movimento lateral da mandibular (incluindo canino e os outros dentes posteriores é o esquema oclusal mais frequente na dentição permanente natural (41% comparado a 26% de guia canino), e também aumenta a frequência de acordo com a idade (PANEK et al., 2008). Então, levando em consideração uma oclusão natural, durante o movimento lateral da mandibular, no lado de não trabalho, pode ocorrer o contato entre a porção interna das cúspides linguais inferiores com a porção externa das cúspides linguais superiores (OKESON, 1998).

Devido a complexidade da geometria da coroa dental e a natureza de contato sob condições mastigatórias, a análise de fratura das coroas totais geralmente são simplificadas. As análises por método de elementos finitos (MEF) permitem realizar a variação de apenas um fator de análise, e verificar a influência deste na distribuição de tensões de todo o modelo, eliminando principalmente as variáveis inerentes à confecção laboratorial de uma restauração. Por exemplo, podem ser eliminadas as variáveis de moldagem, vazamento de modelos, inclusão, processamento da restauração e finalmente a cimentação, que são erros ou variações inerentes ao procedimento. No MEF, por ser o modelo constante, único, pode-se continuar com o modelo com as mesmas dimensões, variando-se somente o tipo de cimento, por exemplo, onde são alteradas apenas suas propriedades mecânicas e, então, se analisa qual o novo comportamento do modelo. Além disso, é uma importante ferramenta para as análises dos campos de tensões, podendo-se assim, prever as regiões de maior probabilidade de fratura.

O objetivo deste trabalho foi analisar a influência dos tipos de carregamento oclusais fisiológicos e não fisiológicos na distribuição de tensões nas coroas totais metalocerâmicas e de cerâmica pura. Além disso, verificar se haveria alguma diferença entre estes dois sistemas restauradores.
2. MATRIAIS E MÉTODO
Foi realizado o desenho de um primeiro pré-molar superior de acordo com as medidas descritas por wheeler, no programa AutoCad 2004 (Autodesk Inc., Neuchatel, Suíça). O preparo dentário foram realizados segundo as normas descritas por SHILLINBURG et al. (1988):

a) Término cervical em chanfro com medida final de 120 graus;

b) Expulsividade das paredes axiais (Vestibular e Lingual) foi de 6 graus;

c) Inclinação das cúspides Vestibular (V) e Lingual (L) obedecendo a anatomia da face oclusal do dente e arredondamento dos ângulos formados entre as paredes axiais e a face oclusal.

Foram feitos os contornos de cada parte da restauração: metal e a cerâmica,para a restauração infra-estrutura (liga metálica ou cerâmica e porcelana de recobrimento). Foi escolhido o cimento Resinoso com espessura de 0,1mm de acordo com a média dos valores encontrados na literatura (MOTTA, 2000). A liga metálica utilizada foi a de Ni-Cr e sua espessura ideal é de 0,3mm (SHILLIMBURG et al., 1988, ROSENSTIEL et al., 1988). A espessura da porcelana de recobrimento foi de aproximadamente 1,5mm por toda a região oclusal, variando um pouco mais nas faces V e L devido a própria anatomia do dente. A espessura da cerâmica foi de 0,5mm de acordo com o fabricante. As outras partes que compõem os dentes são: a região radicular, composta de dentina, cemento e o canal radicular, onde se tem a vascularização e inervação do dente, além dos tecidos adjacentes, isto é, do ligamento periodontal, osso compacto e osso esponjoso, seguindo as medidas de espessura e referências de posicionamento descritos na literatura (REES et al., 2004, LINDHE, 1999). Cada parte constituinte foi exportada individualmente para o programa específico para a análise por MEF (ABAQUS CAE, versão 6.6, Hibbit Inc., Rhode Island, USA), que os reconhece como sólidos, homogêneos, isotrópicos e a eles foram atribuídas suas propriedades elásticas. O módulo de elasticidade e o coeficiente de Poisson utilizados para cada material constituinte deste modelo estão descritos na Tabela 1 baseando-se em dados obtidos na literatura. Os valores das propriedades mecânicas utilizados para o cemento foram iguais aos da dentina, pois ambos apresentam praticamente a mesma porcentagem de material inorgânico (de 65% a 70% em peso).

Entre cada parte constituinte são geradas superfícies de contato entre elas. Estas superfícies foram consideradas perfeitas, ou seja, sem nenhum tipo de defeito ou espaço entre elas.

Foram aplicadas cargas compressivas de 100N utilizando dois tipos de carregamentos:

a) Simultâneo: Distribuição da carga nas duas cúspides do dente (cúspides V e L), no sentido vertical, ou seja, paralelo ao longo eixo do dente;

b) Somente em uma cúspide: Carregamento realizado somente na cúspide vestibular ou somente na cúspide lingual, com inclinação de 45 graus simulando situações de ajuste oclusal incorreto após a inserção da restauração, quando se tem o toque de dentes posteriores durante os movimentos laterais da mandíbula (movimentos excursivos mandibulares de trabalho e de não trabalho).

Neste trabalho foram utilizadas as condições de contorno de engaste na base do modelo, referente ao osso alveolar, de acordo com estudos anteriores onde se obtém uma resposta adequada das estruturas submetidas às cargas aplicadas (CUNHA,2005).



A malha criada neste modelo foi de formato quadrático linear CPE4R que permite uma obtenção de resultados com maior confiabilidade e seu tamanho foi definido de forma diferente para cada constituinte de acordo com a necessidade, ou seja, até que se conseguisse a melhor configuração com menor distorção. O refinamento da malha foi realizado nas partes de interesse deste estudo, sendo considerado ideal quando os valores de tensões encontrados já não apresentavam diferenças significativas. A malha final utilizada está representada na Figura 1.



  1   2


©livred.info 2017
enviar mensagem

    Página principal