Fixed partial prosthesis : biomechanical analysis of stress distribution among three retention alternatives

Introducción: el propósito de este estudio fue analizar la distribución de los esfuerzos entre tres alternativas de retención de una prótesis dental parcial fija de tres unidades, utilizando el método de elementos finitos (MEF). Métodos: se realizaron tres modelos tridimensionales en elementos finitos del tramo dental anterior superior, restaurando uno con postes colados, otro con postes prefabricados y el tercero con implantes. Los modelos del tramo restaurado fueron modelados con hueso esponjoso, hueso cortical, ligamento periodontal, encía, raíz, gutapercha, cemento resinoso, poste, muñón de resina (modelos postes prefabricados), cofia metálica y corona cerámica. El material de los postes considerado para el análisis fue una aleación de metal noble (postes colados) y fibra de vidrio (postes prefabricados). Los postes fueron cementados con cemento resinoso. Se hizo un análisis lineal y se consideró las no linealidades asociadas a la geometría del modelo. Las variables incluidas en el modelado fueron el módulo de elasticidad y la razón de Poisson. Se aplicó una carga monótamente creciente de 1N en la superficie lingual de la corona con una inclinación de 45º. Los esfuerzos de von Mises fueron determinados. Resultados: el análisis de elementos finitos indicó que la distribución de los esfuerzos generados en el diente modelado con los postes disminuyó significativamente, de acuerdo con una relación inversamente proporcional al módulo de elasticidad del material. En el modelo con implante, los esfuerzos se concentraron en la zona cervical y en el implante mismo. Conclusiones: con las limitantes de este estudio, se encontró que existen variaciones marcadas con respecto a la distribución de los esfuerzos en las tres alternativas de retención, donde un sistema con varios componentes de diferente rigidez es cargado, el elemento más rígido resiste los mayores esfuerzos sin distorsión.Introduction: the purpose of this study was to analyze the stress distribution among three retention alternatives used in a three unit fixed partial prosthesis, using the Finite Element Analysis (FEA). Methods: three tridimensional FEA models of the upper anterior area, restored with a cast post, another with a prefabricated post and the third one with an implant, were prepared. The models of the restored area consisted of trabecular bone, cortical bone, periodontal ligament, gingival, root, gutta-percha, resin luting cement, post, composite resin core (for prefabricated posts), metallic core and metal ceramic crown. The post materials considered for analysis were a noble casting alloy and fiber glass. The posts were cemented with resin luting cement. A lineal analysis was carried out and the nonlinearities associated with the geometry of the model, were considered. The variables included in the model were the modulus of elasticity and Poisson´s ratio. An increasing load of 1N was applied on the lingual surface of the crown with an inclination of 45°. Von Mises stress were then calculated. Results: the Finite Element Analysis showed that the distribution of stresses generated on the tooth modeled with posts, decreased significantly, in accordance with an inverse proportional relation with the modulus of elasticity of the material. In the implant model, the stresses concentrated on the cervical area and on the implant itself. Conclusions: within the limitations of this study, it was found that that there were marked differences in relation with the stress distribution among the three retention alternatives, where the system with different rigidity components is loaded, the most rigid element is capable of resisting the highest stress without distortion