Influence of framework material and vertical misfit of implant-suported partial prostheses on the stresses in prosthetic structures and peri-implant bone tissue

O objetivo neste estudo foi avaliar a influência do material de infraestrutura e diferentes níves de desajuste vertical na concentração de tensões em prótese parcial fixa implantossuportada (infraestrutura e porcelana de cobertura), parafuso de retenção e tecido ósseo peri-implantar durante o assentamento protético e frente à aplicação de carga oclusal. Um modelo tridimensional de elementos finitos de uma porção posterior de mandíbula contendo dois implantes osseointegrados nas posições de segundo pré-molar e segundo molar, suportando uma prótese parcial fixa foi construído utilizando software específico de modelagem (SolidWorks 2010). Modelos de elementos finitos foram obtidos pela importação do modelo sólido ao software de simulação mecânica (ANSYS Workbench 11). Os modelos foram separados em grupos de acordo com o material de infraestrutura (liga de ouro tipo IV, liga de prata-paládio, titânio comercialmente puro, liga de cobalto-cromo ou zircônia) e o nível de desajuste vertical (10 ?m, 50 ?m e 100 ?m) criado na interface prótese-implante do segundo pré-molar. A concentração de tensões foi avaliada nas seguintes condições: (1) assentamento protético; e (2) cargas oclusais simultâneas de 110 N vertical e 15 N horizontal em cada dente. Os resultados obtidos mostraram que as infraestruturas mais rígidas apresentam maior concentração de tensões internas; entretanto, promoveram menores concentrações de tensão sobre a porcelana de recobrimento, em ambas condições avaliadas. Na análise do assentamento protético, materiais mais rígidos para infraestruturas aumentaram os valores de tensão no parafuso de retenção e não causaram diferença relevante nas tensões no tecido ósseo peri-implantar. Quando a carga foi aplicada, o uso de infraestruturas mais rígidas promoveu redução de tensões no parafuso de retenção e no tecido ósseo peri-implantar. Em ambas condições avaliadas um considerável aumento na concentração de tensões foi obsevado em todas as estruturas com a amplificação do desajuste. Nas diferentes simulações, o material de infraestrutura exerceu considerável influência nas tensões transmitidas às estruturas avaliadas, exceto ao tecido ósseo peri-implantar em condições de assentamento. Aumento de tensões em todas as estruturas pode ser observado com o aumento do desajuste.The aim in this study was to evaluate the influence of the framework material and vertical misfit on the stresses created in an implant-supported partial prosthesis (framework and porcelain veneer), retention screw and peri-implant bone tissue during the settlement of the prosthesis and under load conditions. A 3-D Finite Element model of a posterior part of a jaw with two osseointegrated implants at the place of the right second pre-molar and second molar supporting an implant-supported fixed partial prosthesis was constructed using specific modeling software (SolidWorks 2010). Finite element models were obtained by importing the solid model into mechanical simulation software (ANSYS Workbench 11). The models were divided into groups according to the framework material (type IV gold alloy, silver-palladium alloy, commercially pure titanium, cobalt-chromium alloy or zirconia) and vertical misfit level (10 ?m, 50 ?m and 100 ?m) created at the second pre-molar implant-prosthesis interface. The stress concentration was evaluated in the following conditions: (1) settlement of the prosthesis; and (2) simultaneous loads of 110 N vertical and 15 N horizontal in each tooth. The obtained results showed that stiffer frameworks presented higher stress concentrations in it and led to lower stresses in the porcelain veneer, in both conditions. In the analysis of settlement of the prosthesis, stiffer framework materials increased the stress values in the retention screw and did not cause a relevant difference in the stresses values in peri-implant bone tissue. When the load was applied, the use of more stiffness frameworks led to lower stresses in the retention screw, and peri-implant bone tissue. In both conditions evaluated, considerable raise of stress concentration was observed in all the structures within misfit amplification. Comparing the results of the different simulations, the framework materials presented a considerable influence on the stress concentration in the structures evaluated, except on the peri-implant bone tissue during the settlement of the prosthesis, while a considerable increase of the stress in all the structures was observed with the increase of the misfit