Periimplantar biomechanical evaluation of regular and switching platforms rehabilitations in progressive bone loss conditions   : an in silico analysis

Orientador: Mauro Antonio de Arruda NóbiloTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: Apesar dos altos índices de sucesso do tratamento com implantes dentários (94,6%), complicações clínicas de ordem biológica ou mecânica podem ocorrer devido ao seu comportamento biomecânico que é diferente do dente natural. A interface entre o tecido ósseo e o implante mostra menor resistência quando comparada com a interface entre o osso e o elemento dentário. Dentre as complicações, a reabsorção do tecido ósseo pode ser considerada como uma das principais causas que levam à falha do implante. Os principais fatores que resultam na reabsorção óssea periimplantar também podem ser de origem biológica ou mecânica. Trabalhos clínicos e revisões sistemáticas tem mostrado que os implantes em conexão externa são aqueles que mais apresentam reabsorção óssea após função. O conceito de plataforma switching (PS) foi proposto na tentativa de minimizar esta reabsorção no osso marginal identificada nas conexões externas. Neste trabalho o objetivo foi avaliar por meio de análise in silico a tensão no osso periimplantar e componentens protéticos em reabilitações com conexão externa utilizando plataforma regular (PR) e plataforma switching (PS) em níveis progressivos de reabsorção óssea. Seis modelos experimentais foram criados para simular dois tipos de pilares, sendo um com PR e um em PS. Três níveis ósseos foram simulados: controle (nenhuma reabsorção) e dois experimentais (-1,5 mm e -2,5 mm). Os modelos foram analisados no software Ansys Workbench sob duas condições de carga: vertical e oblíqua, ambas em 150 N. Dados obtidos em relação ao critério de cisalhamento, tração e compressão foram agrupados como critério de "tensão" para osso cortical e medular e critério de tensão de von Misses para o implante e demais componentes protéticos. A influência dos fatores foi avaliada por meio de ANOVA e o percentual de contribuição, i. e., % soma total dos quadrados foi calculada para cada parâmetro. O nível ósseo apresentou influência significativa para o aumento da tensão no tecido ósseo em ambos modelos de plataforma e direção de carga (p<0,05). Houve acréscimo no percentual de tensão em MPa no tecido ósseo para os grupos PR e PS a medida que aumentava a reabsorção óssea. Em todos os modelos experimentais, o osso cortical foi o que sofreu maior tensão. Sob carga oblíqua, o implante também teve seus valores de tensão influenciados pela reabsorção óssea (p<0,05). O nível ósseo também influenciou significativamente a tensão no parafuso do pilar (p<0,05). A variação de plataforma apresentou contribuição significativa na tensão de von Misses do pilar sob carga vertical e oblíqua (p<0,05). O nível ósseo influenciou a intensidade de tensão no tecido ósseo periimplantar porém sem diferenças significativas entre PR e PS. Em acréscimo, a PS mostrou influência na tensão recebida pelo mesma. Deste modo, de acordo com os resultados deste estudo, a manutenção do nível de tecido ósseo foi importante na redução da tensão sofrida pelo mesmoAbstract: Besides the high success rates of the treatment with dental implants (96.6%), clinical complications from mechanical or biological perspective might happen due to its biomechanical behavior which is different from natural tooth. The bone-implant interface shows lower resistance than the tooth-bone interface. Among the complications, bone tissue resorption can be considered as one of the main reasons that lead to implant fail. The main factors which result in periimplantar bone resorption can also have biological or mechanical origin. Clinical studies and systematic reviews have shown that external connections implants have presented the highest bone resorption rates after function. The concept of switching platform (PS) was proposed to minimize bone resorption. The use of this platform design tends to avoid or minimize damage to marginal bone. The aim of this study was evaluated the periimplantar bone stress and prosthetic components in rehabilitatons with external connection implants using regular platform (RP) or SP in progressive levels of bone resorption using an in silico analysis. Six eperimental models were created to simulate two abutment designs, one RP ando ne SP. Three bone levels were simulated: control (no resorption) and two experimentals (-1.5 mm and -2.5 mm of bone loss). Models were analised in Ansys Workbench software under two loading conditions: vertical and oblique, at 150 N. Data from shear stress, tensile and compression stress were grouped as "stress criteria" for cortical and cancellous bone and von Misses stress for the implant and posthetic components. The influence of each factor was evaluated using ANOVA, and the percentage contribution, i.e., % total sum of squares (%TSS) of each of the evaluated parameters were calculated. Bone level showed significant influence for increase in bone tissue stress in both platform designs and loading conditions (p<0.05). It was found an increase in stress distribution in MPa in bone tissue for RP and SP groups with the increase of bone resorption. In all experimental models, cortical bone has shown higher stress. Under oblique loading, implant has its stress values infuenced by bone level (p<0.05). Bone level also significantly influenced stress in the abutment screw (p<0.05). The platform design showed significative conribution in von Misses stress of the abutment under vertial and oblique loading (p