Pulp caries affected versus endodontic treated and composite resin restored young permanent molars -bite force and specific finite element analysis

Endodontic treatment (ETT) followed by direct composite resin restoration has been used for rehabilitating the severely damage molar teeth in young patients. The aim of this study was to evaluate the effect of the molar teeth with different levels of the dental structure loss before and after the ETT and direct restoration with bulk fill resin composite on the stress distribution and the bite force magnitude. Three young patients (with 9, 10 and 12 years old), with the first mandibular molar teeth with deep occlusal caries with pulp involvement were selected attending with different levels of the dental structure loss: PI, both marginal ridge and all cusps; PII, maintenance of one marginal ridge and loss of one cusp; and PIII, loss of both marginal ridge, maintaining only buccal cusps. ETT was restored using Filtek Bulk Fill Posterior (3M ESPE). The bite forces in Newtons were measured initially and postoperatively for all teeth in habitual bite force using a miniload cell. Cone-beam tomography imaging was performed, and the Digital Imaging and Communication in Medice (.dcm) files were exported to Mimics, 3-Matic (Materialise) and Patran (MSC Software) software to create a patient-specific FEA models. Bite load was carry out using contact load applied by antagonist teeth in two moments: without ETT and restoration: PI. 30.1/136.6; PII. 34.3/133.4 and PIII. 47.9/124.1; and after restorative procedure: PI. 136.6; PII. 133.4 and PIII. 124.1 N. Performing ETT and bulk fill resin composite restoration the bite load increased 260% (36.7±11.6) to 131.9±17.8). The restorations were evaluated after 2 years. Before rehabilitation the stresses concentrated on weakened coronal dental structure and after rehabilitation they were homogeneously transferred to root dentin, irrespective of the level of the tooth structure loss. When the postoperatively bite load was applied on nontreated tooth models, high stress concentration on weakened areas was verified. The restorations performed perfectly after 2 years. The extensive caries with pulp involvement affected negatively the bite load and increased the stress concentration on weakened areas and at furcation favoring the tooth fracture. The ETT and bulk fill resin composite restoration showed to be an efficient method for rehabilitate the biomechanical performance of molar teeth of young patients severely compromised structurally.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisDissertação (Mestrado)O tratamento endodôntico associado à restauração direta com resina composta tem sido utilizado para restaurar molares severamente destruídos em pacientes jovens. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de diferentes níveis de perda de estrutura dentária antes e após a realização de tratamento endodôntico e restauração com resina composta bulk fill na distribuição de tensões e magnitude da força de mordida. Foram selecionados três pacientes jovens (9, 10 and 12 anos de idade) com primeiros molares com cárie extensa e envolvimento pulpar com diferentes níveis de perdas de estrutura dentária: PI, manutenção das duas cristas marginais e de todas as cúspides; PII, manutenção de pelo menos uma crista marginal e perda mínima de uma cúspide; e PIII, perda de ambas as cristas marginais, mantendo apenas as cúspides vestibulares. Os molares foram tratados endodonticamente utilizando técnica de instrumentação rotatória e obturados com guta-percha e cimento AHPlus (Dentsply) e em seguida foram restaurados com Filtek Bulk Fill Posterior (3M ESPE). A força de mordida em Newtons (N) foi mensurada antes e após a intervenção endodôntica e restauradora na posição habitual de oclusal usando aparelho de força de mordida por meio de uma célula de carga (Kratos). Tomografias computadorizadas cone beam foram realizadas antes e após o procedimento endodôntico/restaurador, e arquivos DICOM (.dcm) foram exportados para o software Mimics, 3-Matic (Materialize) e Patran (MSC Software) para criação dos modelos específicos dos pacientes nos dois momentos experimentais. A aplicação de carga foi simulada por contato oclusal dos dentes antagonistas nas cargas mensuradas clinicamente em cada momento. Nos modelos que representam as condições iniciais foram aplicados tanto os valores de força de mordida (N) mensurados no momento inicial quanto após o procedimento reabilitador: PI. 30,1/136,6; PII. 34,3/133,4 e PIII. 47,9/124,1 e para os modelos que representam a condição final foram utilizados os valores obtidos após a intervenção endodôntica e restauradora: PI. 136,6; PII. 133,4 e PIII. 124,1. As restaurações foram avaliadas após 2 anos. Após intervenção endodôntica e restauradora a força de mordida aumentou em 260% (de 36,7±11,6 para 12 131,9±17,8). Antes da intervenção endodôntica e restauradora, as tensões se concentraram na estrutura coronal e, após a reabilitação foram transferidas de forma homogênea para a dentina radicular, independente do nível de perda de estrutura dentária. Quando a carga final foi aplicada nos modelos de condições iniciais, evidenciou-se elevada concentração de tensão em áreas enfraquecidas e na região de furca. As restaurações apresentaram desempenho adequado após 2 anos. A presença de cárie extensa com envolvimento pulpar afetou negativamente a carga de mordida e aumentou a concentração de tensão na estrutura frágil o que pode favorecer à ocorrência de fratura dental. O tratamento endodôntico associado à restauração direta em resina composta bulk fill demonstrou ser um método eficiente para restabelecer o desempenho mastigatório e a eficiência biomecânica dos molares jovens com comprometimento severo da estrutura coronária