Evaluation of stress generated in maxillar obturators prosthesis of class I, II and IV of Aramany in Finite Element Analysis

O tratamento cirúrgico do câncer bucal pode resultar em graves sequelas das estruturas anatômicas envolvidas na fisiologia da cavidade bucal. A extensão e a localização da ressecção cirúrgica, assim como a condição dental, são determinantes do planejamento da prótese obturadora. Este trabalho emprega a Análise de Elementos Finitos para o estudo do comportamento biomecânico de próteses obturadoras maxilares Classe I, II e IV de Aramany, em um modelo digital desenvolvido a partir de uma TC de um indivíduo adulto. O modelo tridimensional desenvolvido no programa Rhinoceros® versão 4.0 foi utilizado para a geração da malha de elementos finitos no programa Ansys Workbench 14.0®. Uma força de 120 N foi aplicada nas plataformas oclusal e incisal, correspondentes aos dentes posteriores e anteriores das próteses obturadoras, para observação das tensões geradas sobre as próteses obturadoras. Os resultados são apresentados sob a forma de análise qualitativa, indicada pelo estudo de Tensão Máxima Principal para as estruturas acrílicas da prótese e estudo de Von Mises para as estruturas metálicas da prótese, e análise quantitativa, representada por valores em Mega Pascal (MPa). Tanto nos carregamentos posteriores como nos carregamentos anteriores, foram observadas dissipações de cargas significativas localizadas na placa palatina próxima a ressecção e na junção do metal com o acrílico, sendo os maiores valores alcançados na placa de retenção metálica para retenção do acrílico localizada posteriormente na condição de carregamento posterior em ordem crescente na Classe II de Aramany com 149,17 MPa, Classe I de Aramany com 344,08 MPa e Classe IV de Aramany alcançando valor de 390,25 MPa. No acrílico da prótese obturadora, no caso de Classe I de Aramany em carregamento posterior, foi observada uma concentração de tensão principal na região correspondente ao limite lateral e anterior da junção da placa de retenção e do acrílico no valor de 19,796 MPa de tração. Na Classe IV de Aramany em carregamento posterior, foi observada uma concentração de tensão na região posterior da junção da placa de retenção e do acrílico no valor de 18,33 MPa. Na Classe II de Aramany, em carregamento posterior foi observada uma concentração de tensão na região anterior próxima ao limite da ressecção anterior no valor de 25,45 MPa de tração. Concluiu-se que os valores quantitativos alcançados neste estudo parecem não apresentar riscos de fratura sobre a armação metálica de liga de CrCo, porem podem apresentar riscos de falha na retenção metal/acrílico da prótese obturadora maxilar. A configuração de placa de recobrimento palatino proporciona uma melhor distribuição das tensões ao longo de sua superfície.The surgical treatment of oral cancer may result in severe sequel of the anatomical structures involved in oral physiology. The extension and location of surgical resection, as well as the dental condition, determine the prosthetic planning of the obturator prostheses. This study employs the finite elements analysis to evaluate the biomechanical behavior of Aramany Class I,II andIV obturator prostheses, in a digital model developed from a computerized tomography of an adult individual. A tridimensional model was constructed applying the software Rhinoceros® version 4.0 and then it was used to develop the finite element mesh in the software Ansys Workbench 14.0 ®. A 120 N load was applied to the occlusal and incisal surfaces correspondent to the prosthetic teeth. The qualitative analysis was based on Principal Maximum stress and the quantitative analysis was expressed in Mega Pascal values. Results demonstrated that in the posterior loadings as in the anterior loadings were observed charge dissipation plate located in significant palate resection and near the junction of the metal with the acrylic and the highest values obtained in the metal retaining plate for retaining acrylic located further provided that subsequently loaded in ascending order in Class II Aramany with 149.17 MPa, Aramany with Class I and Class IV 344.08 MPa Aramany reaching value of 390.25 MPa. In acrylic prosthesis obturator in the case of Class I Aramany in subsequent loading, was observed a stress concentration in the region corresponding to the limit lateral and anterior junction of the retaining plate and the value of acrylic 19.796 MPa. Class IV for loading Aramany later, it was observed a stress concentration in the posterior region of the junction of the retaining plate of acrylic and the value of 18.336 MPa. In Class II Aramany in load was later observed a stress concentration in the anterior region near the boundary of the anterior resection worth 25.455 MPa. It was concluded that the quantitative values obtained in this study do not appear to present a risk of fracture of the metal frame CrCo alloy, but may present risks of failure in the metal retention / acrylic obturator prostesis . The configuration of palatal plate coating provides a better stress distribution along its surface