Effect of combined factors on peri-implant stress and bone loss. Finite element analysis and observational longitudinal study.

The dental implants have often been used for the prosthetic rehabilitation of edentulous areas due to the excellent esthetic, biologic, and functional results associated with the high success rate for this treatment. However, the maintenance of initial stability obtained with osseointegration depends on factors acting synergistically and include the occlusal, peri-implant, and implant-prosthetic characteristics. The present study was divided into two chapters. In Chapter 1 the finite element analysis (FEA) assessed the influence of the antagonist occlusal material (teeth; occlusal splint), implant length and insertion depth (9mm at equicrestal; 11mm at 2mm subcrestal) on stress distribution in peri-implant bone tissues and implant-abutment connection for normal and parafunctional occlusal forces. The Chapter 2 reports an observational longitudinal study that assessed the influence of occlusal, peri-implant and implantprosthetic factors on implant marginal bone loss (MBL). Considering the 3 described variables, 8 models were constructed for the FEA. Each model was composed of a mandibular bone section including the second premolar, first and second molar. At the first molar, equicrestal and 2-mm subcrestal implant insertion depths were simulated. The antagonist arch was simulated based on three natural maxillary teeth crowns with and without the occlusal splint interposition. Normal (200N) and parafunctional occlusal forces (1000N) were applied, increasing 10% of the full loading per second, until 10 seconds. von Mises stresses and maximum principal stresses were analyzed for titanium components and peri-implant bone tissues, respectively. Stress was mainly concentrated in the abutment-implant and implant-bone interfaces. Models loaded with parafunctional forces and without acrylic resin occlusal splint showed the highest stresses values. Occlusal splint changed the pattern of stress distribution and decreased stress levels for all structures assessed, except in the trabecular bone. Subcrestal insertion of the 9-mm implant provided reduced stress in the implant-abutment interface and coronal bone crest, while increased the stress in the implant-bone interface. In the observational study, 33 individuals with 109 cone morse implants were evaluated. Implants were radiographically examined at surgery and 12 months after prosthesis loading. Implant-prosthetic, peri-implant, and occlusal factors were assessed clinically at one month and 12 months after prosthesis loading. Independent variables were analyzed by decision tree analysis using the classification and regression tree and Chi-squared automatic interaction detection. Two-levels multilevel mixed effect analysis was used to estimate predictive values of each analytical model (α= 0.05). Highest levels of MBL were found for cement-retained prosthesis, platform diameter of 3.5mm, papilla sizes up to 2mm, keratinized gingival width up to 3mm, implant lengths above 8.5mm, inadequate occlusal pattern, presence of bleeding on probing and deeper pocket. Even though implant-related data appeared more frequently associated with MBL in the first level, peri-implant and occlusal-related factors also influenced.Sem bolsaOs implantes dentários têm sido bastante utilizados na reabilitação protética de espaços edêntulos devido aos excelentes resultados estéticos, biológicos e funcionais associados a alta taxa de sucesso obtida com este tratamento. Porém, a manutenção da estabilidade inicialmente adquirida pela osseointegração depende de fatores que atuam sinergicamente e incluem as características oclusais, peri-implantares e do conjunto implante-prótese. O presente estudo foi dividido em dois capítulos. No capítulo 1, a análise de elementos finitos (AEF) investigou a influência do material antagonista (dente; placa oclusal) e do comprimento e profundidade de inserção do implante (9mm instalado a nível ósseo; 11mm instalado 2mm infra-ósseo) na distribuição de tensões peri-implantares a partir da aplicação de forças oclusais normais ou parafuncionais. O capítulo 2 reporta um estudo observacional longitudinal que avaliou a influência de fatores oclusais, peri-implantares e do conjunto implante-prótese na perda óssea marginal (POM) em torno dos implantes. Para a AEF foram confeccionados 8 modelos considerando as 3 variáveis descritas. Cada modelo foi composto de uma secção de osso mandibular incluindo o segundo pré-molar, primeiro e segundo molar. No primeiro molar foram simuladas a instalação do implante a nível ósseo ou a 2mm infra-ósseo. O arco antagonista foi simulado baseando-se em 3 dentes superiores naturais, com e sem a interposição de placa oclusal. Foram aplicadas cargas oclusais normais (200N) e parafuncionais (1000N), de forma que 10% da carga total fosse acrescida a cada segundo, até completar um total de 10 segundos. Foram analisadas as tensões de von Mises sobre os implantes e componentes, e as tensões máximas principais sobre o tecido ósseo peri-implantar. As tensões foram concentradas principalmente na interface implante-prótese e implanteosso, com valores mais altos observados quando forças parafuncionais atuavam sem a interposição da placa oclusal. A placa oclusal redirecionou as forças oclusais e diminuiu os níveis de tensão em todas as estruturas avaliadas, exceto no osso trabecular. A inserção infra-óssea do implante de 9mm reduziu o nível de tensão na interface implante-prótese e na superfície da crista óssea cortical, porém aumentou na interface implante-osso. No estudo observacional longitudinal foram avaliados 33 indivíduos, com 109 implantes cone morse instalados. Foram realizadas radiografias no momento da instalação do implante e após 12 meses de carregamento protético. Fatores oclusais, peri-implantares e do conjunto implante-prótese foram avaliados clinicamente no início do carregamento protético e após 12 meses. As variáveis foram analisadas pelo modelo analítico “Three Age” e Chi-quadrado (α=0.05). Uma análise multinível de efeito misto, com dois níveis, foi utilizada para estimar os valores preditivos de cada modelo analítico. Foram observados maiores níveis de POM para próteses cimentadas, diâmetro do implante de 3,5mm, altura da papila até 2mm, mucosa queratinizada inferior a 3mm, comprimento dos implantes superiores a 8,5mm, padrões oclusais inadequados, presença de sangramento à sondagem e bolsas profundas. Embora os dados relacionados aos implantes tenham sido mais frequentemente associados à POM no primeiro nível, os fatores peri-implantes e oclusais também exerceram influência