Stress distribution on a five unit fixed partial prosthesis with intermediate abutment: biomechanical analysis using a finite element model

Introducción: el presente estudio pretendió determinar el comportamiento mecánico entre tramos protésicos rígidos y no rígidos de una prótesis fija de cinco unidades con pilar intermedio utilizando el análisis de elementos finitos (AEF) Métodos: se diseñó un modelo rígido de cinco unidades con 124,469 nodos y 76,215 elementos y un modelo no rígido con 125,130 nodos y 77,396 elementos, conformados por hueso esponjoso, hueso cortical, ligamento periodontal, pulpa, dentina, raíz, cemento resinoso, coronas metal-cerámica y ajuste tuve-lock (Sterngold®, Implamed Attleboro MA). El tramo protésico comprendió un incisivo central, un incisivo lateral, un canino, un primer premolar y un segundo premolar superior. Se aplicó una fuerza de 200 N con dirección oblicua y vertical. Las variables incluidas en el modelado fueron módulo de elasticidad, razón de Poisson y el ajuste no rígido. Fueron calculados los esfuerzos von Misses, máximos principales y mínimos principales para cada grupo. Resultados y conclusiones: el análisis del comportamiento mecánico indicó que en el tramo protésico rígido hubo mejor distribución de los esfuerzos en relación con el modelo no rígido. El comportamiento de cada grupo indicó que el modelo rígido transmitió menos esfuerzo a la raíz y al hueso subyacente. La influencia de poner un ajuste no se justificaría según los resultados de este estudio.Introduction: the purpose of this study is to establish the mechanical behavior between rigid and non-rigid fixed dental prosthesis of five units with an intermediate abutment using the finite element analysis (FEA). Methods: a five unit rigid model with 124.469 nodes and 76.215 elements and a non-rigid model with 125.130 nodes and 77.396 elements were designed. It consisted of trabecular bone, cortical bone, periodontal ligament, pulp, dentine, root, resinous cement, metal ceramic crowns and tube-lock adjustment (Sterngold®, Implamed Attleboro MA). The fixed dental prosthesis included a central incisor, lateral incisor, canine, first and second upper premolars. A force of 200 N was applied with an oblique and vertical direction. The variables included in the model were modulus of elasticity, Poisson’s ratio and non-rigid adjustment. Von Misses stresses, main, maximum and minimum, were calculated for each group. Results and conclusions: the analysis of the mechanical behavior indicated that the rigid fixed dental prosthesis showed a better distribution of the stresses in comparison with the non-rigid model. The behavior of each group indicated that the rigid model transmitted less stress to the underlying root and bone. The indication to use an adjustment would not be justified according to the results of this study.Comité para el Desarrollo de la Investigación (CODI), Facultad de Ingeniería y Facultad de Odontología de la Universidad de Antioquia