Influence of material and infrastructure obtaining techniques on the stress distribution of cantilever fixed partial dentures

A passividade da prótese parcial fixa (PPF) sobre implante e a distribuição de tensões ao osso pela infraestrutura, contribuem não só com a osseointegração como também para a sua manutenção. A análise de tensões por fotoelasticidade permite visualizar as magnitudes de tensões e deformações em um modelo confeccionado em resina fotoelástica que possui padrão de concentração e distribuição de tensões semelhantes ao tecido ósseo. Assim, este estudo teve como objetivos comparar a distribuição de tensões de PPFs associadas à cantilever com diferentes materiais de infraestrutura (Co-Cr e Zircônia [Zr]) e métodos de obtenção (CAD/CAM e fundição convencional [monobloco, soldagem a laser e soldagem com TIG]), quando submetidos a diferentes carregamentos oclusais (puntiforme e oclusal distribuído). A partir de um modelo mestre, foram confeccionados 3 modelos fotoelásticos simulando extremidade livre mandibular,com o dente 44 em resina e 2 implantes substituindo os dentes 45 e 46. Os grupos deste estudo incluíram PPFs com infraestruturas obtidas por meio de fundição convencional em monobloco (G1), seccionadas e soldadas a laser (G2) e com TIG (G3) e obtidas por meio do sistema CAD/CAM em Co-Cr (G4) e Zr (G5). As PPFs foram parafusadas sobre os mini pilares e submetidas a carregamento oclusal puntiforme e distribuído (150 N) para avaliação qualitativa das franjas e quantitativa em seis diferentes pontos: apical (P1) e distal (P2) do dente 44, apical (P3) e distal (P4) do implante substituindo o dente 45, apical (P5) e distal (P6) do implante substituindo o dente 46. A análise fotoelástica mostrou maior concentração de tensões na PPF com infraestrutura em monobloco (G1) e menor concentração nas próteses obtidas pelo método CAD/CAM (G4 e G5). Quando submetidos ao carregamento oclusal distribuído, a PPF com infraestrutura em Zr (G5) apresentou um aumento considerável na concentração de tensões, seguida por monobloco (G1) e as que foram soldadas a laser (G2) e TIG (G3). No carregamento pontual sobre o cantilever, a infraestrutura em Co-Cr soldada a TIG (G3) mostrou a maior concentração de tensões. Dentro das limitações deste estudo, concluiu-se que PPFs com infraestruturas obtidas por meio do sistema CAD/CAM foram associadas com menor concentração de tensões e que a secção de infraestruturas metálicas para posterior soldagem pode também ser uma alternativa viável, de acordo com a distribuição de tensões peri-implantes.The passivity of fixed partial denture (FPD) on implant and the stress distribution to the bone by the infrastructure, contribute not only to osseointegration but also to its maintenance. The stress analysis by photoelasticity allows visualizing the stresses and deformations magnitudes in a model fabricated in photoelastic resin that has a concentration pattern and stress distribution similar to the bone tissue. The aim of this study was to compare the stress distribution of cantilever FDPs with different infrastructure materials (Co-Cr and Zirconia [Zr]) and methods of manufacture (CAD/CAM and conventional casting [one piece, laser welding and welding with TIG]), when submitted to different occlusal loads (punctiform and distributed occlusal). From a master model, 3 photoelastic models were fabricated to simulate the mandibular free end, with the tooth 44 in resin and 2 implants replacing the teeth 45 and 46. The groups of this study included FPDs with infrastructures obtained by conventional casting in one piece (G1), sectioned and laser welded (G2) and TIG (G3) and obtained by the CAD/CAM system in Co-Cr (G4) and Zr (G5). The FDPs were screwed onto the abutments and subjected to punctate and distributed occlusal loading (150 N) for qualitative evaluation of the fringes and quantitative at six different points: apical (P1) and distal (P2) of the tooth 44, apical (P3) and distal (P4) of the implant replacing the tooth 45, apical (P5) and distal (P6) of the implant replacing the tooth 46. The photoelastic analysis showed a higher concentration of stresses in the FPD with one piece infrastructure (G1) and a lower concentration in the prosthesis obtained by CAD/CAM method (G4 and G5). When submitted to distributed occlusal loading, the FPD with Zr infrastructure (G5) showed a considerable increase in stress concentration, followed by one piece (G1) and those that were laser (G2) and TIG (G3) welded. In the cantilever load, the TIG welded Co-Cr infrastructure (G3) showed the highest stress concentration. Within the limitations of this study, it was concluded that FPDs with infrastructures obtained by the CAD/CAM system were associated with lower stress concentrations and that the section of metal infrastructures for later welding may also be a viable alternative, according to the peri-implant stress distribution