Application of polyetheretherketone (PEEK) posts : evaluation of fracture resistance and stress distribution in the root

Orientador: Flávio Henrique Baggio AguiarTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de PiracicabaResumo: O objetivo deste estudo foi avaliar a resistência à fratura e distribuições de tensões na raiz do retentor intrarradicular confeccionado a partir de polímero polieteretercetona (PEEK) fresado em sistema de CAD/CAM. Sessenta raízes de incisivos bovinos foram tratadas endodonticamente e manipuladas segundo os fatores em estudo (n=10): tipo de retentor e remanescente. Retentores intrarradiculares foram cimentados, de acordo com os grupos experimentais: férula ausente e pino de fibra de vidro (f0FP); férula de 2 mm e pino de fibra de vidro (f2FP); férula ausente e pino de fibra de vidro anatomizado com resina composta (f0PR); férula de 2 mm e pino de fibra de vidro anatomizado com resina composta (f2PR); férula ausente e núcleo em PEEK (f0PPC) e férula de 2 mm e núcleo em PEEK (f2PPC). Após a cimentação dos retentores, foram confeccionadas e cimentadas coroas metálicas. Os espécimes foram embutidos em resina acrílica e o ligamento periodontal foi simulado utilizando poliéter. Cada amostra foi posicionada sobre dispositivo da máquina de ensaios universal, e uma força foi aplicada na porção palatina a 45° até que ocorresse a fratura. A resistência à fratura foi mensurada em Newton e os dados submetidos à análise estatística por meio de ANOVA dois fatores (?=0,05). A análise do padrão de fratura foi realizada visualmente, utilizando-se uma classificação de acordo com a extensão da fratura. Adicionalmente, foram desenvolvidos modelos digitais tridimensionais com capacidade de representar as tensões geradas na raiz por meio do método de elementos finitos. Foram avaliadas as situações de cimentação de pino de fibra de vidro e núcleo em PEEK, na presença ou ausência de férula. Os resultados foram analisados pelo critério de Mohr Coulomb. A resistência à fratura não foi influenciada pelo tipo de retentor intrarradicular, não havendo diferença estatística significativa entre os grupos analisados (p=0,243). Houve diferenças estatísticas significativas para o fator remanescente (p<0.0001), sendo observado que grupos com férula apresentaram maior resistência à fratura quando comparados aos grupos sem férula. Todos os espécimes apresentaram padrão de fratura irreparável. O padrão de fratura encontrado foi condizente com a análise de tensões demonstrada pelo estudo de elementos finitos. O modo de falha de dentes com férula apresentou-se mais catastrófico quando comparado ao modo de falha de dentes sem férula. Pode-se concluir que a presença de férula promove aumento da resistência à fratura de dentes tratados endodonticamente e restaurados com retentor intrarradicular e coroa; o modo de falha encontrado para dentes com presença de férula e com ausência de férula obteve padrões distintos; o núcleo em PEEK não modificou a biomecânica de dentes tratados endodonticamente e assemelhou-se aos resultados encontrados para pinos de fibra de vidroAbstract: The aim of this study was to evaluate the fracture strength and stress distribution in the root of intraradicular retainer made of polyetheretherketone polymer (PEEK) milled in a CAD/CAM system. Sixty bovine incisors roots were endodontically treated and manipulated according to the factors under study: retainer type and remaining (presence or absence of ferrule). Intraradicular retainers were cemented according to the six experimental groups (n=10) : no-ferrule glass fiber post (f0FP); 2 mm-ferrule glass fiber post (f2FP); no-ferrule resized glass fiber post (f0PR); 2 mm-ferrule resized glass fiber post (f2PR); no-ferrule PEEK post and core (f0PPC), and 2-mm ferrule PEEK post and core (f2PPC). After the retainers were cemented, metallic crowns were made and cemented. The specimens were embedded in acrylic resin and the periodontal ligament was simulated using polyether. Each sample was placed on a universal testing machine, and a force was applied to the palatine portion at 45° until fracture occurred. Fracture resistance was measured in Newton (N) and data were submitted to statistical analysis using two-way ANOVA (?=0.05). Fracture pattern was visually analyzed and classified according to the extent of the fracture. In addition, three-dimensional digital models representing the tensions generated in the root were developed using the finite element method. Cementation of glass fiber post or PEEK post and core was evaluated in the presence or absence of ferrule. The results were analyzed by the Mohr Coulomb criterion. The fracture strength was not influenced by the type of intraradicular retainer, and there was no statistically significant difference between the analyzed groups (p=0.243). There were significant statistical differences for the remaining factor (p