Tooth-implant supported rigid connected fixed partial dentures: Biomechanical behavior analysis before and after mechanical cycling

A associação entre dente e implante em uma prótese parcial fixa (PPF) vêm sido questionada há muitos anos devido a suas implicações clínicas, incluindo a seleção do melhor tipo de união dos elementos protéticos (conexão rígida ou semi-rígida). Este estudo avaliou próteses dento-implanto-suportadas de conexão rígida do tipo cimentada sobre 3 tipos de conexão protética (hexágono externo - HE, hexágono interno - HI e cone morse - CM) e sua relação com o desajuste vertical e falhas na prótese antes e após ciclagem mecânica, além da análise fotoelástica destas situações. Foram confeccionados 21 corpos de prova (7 HE, 7 HI e 7 CM) sobre um modelo mestre que simulou a perda dentária dos elementos 46 e 47, sendo um implante posicionado na área do 47 e um dente preparado com ligamento periodontal simulado em poliéter na área do 45. Sobre este modelo foram confeccionadas PPFs metalocerâmicas de 3 elementos rígidas cimentadas sobre dente e implante (munhão universal). Os corpos de prova foram preparados e submetidos ao ensaio de ciclagem mecânica com uma carga de 120N por 1.000.000 de ciclos, simulando o uso clínico da prótese por 2 anos. Análises do desajuste vertical foram realizadas por meio de microscopia óptica (40x) em todos os períodos de confecção das PPFs (antes da solda, após solda, após aplicação da cerâmica e após ciclagem). O percentual de falhas nas próteses após ciclagem também foi avaliado (trincas/fraturas/decimentações), além da execução do ensaio fotoelástico (carga pontual dental, bipontual nos pilares e oclusal simultânea). Os resultados obtidos para o desajuste vertical indicaram um aumento significante dos níveis de desajuste para todas as etapas de confecção tanto para dente quanto implante (p0,059). Para o percentual de falhas na prótese, encontrou-se um índice decrescente na ordem CM>HI>HE. Para análise fotoelástica, encontrou-se um índice de concentração de tensões crescente na ordem CM<HI<HE. Baseado nos resultados encontrados, dentro das limitações do estudo foi possível concluir que: os níveis de desajuste vertical tendem a aumentar nas etapas de confecção da prótese para todas as conexões protéticas; a fadiga mecânica tende a interferir no grau de desajuste vertical a longo prazo pela deformação da estrutura a depender de sua espessura; o aumento no percentual de falhas da prótese tende a ser proporcional ao aumento da rigidez da conexão protética; apesar da redução da rigidez da conexão protética favorecer a longevidade da PPF, esta também tende a aumentar as tensões nos elementos pilares e stress no osso circundante; a utilização da conexão Morse subcrestal para união dente-implante rígida tende a ser preferível pela preservação dos elementos pilares devido a menor concentração de tensões em detrimento da longevidade da PPF, entretanto esta pode ser substituída caso a falha seja irreversível.The association between tooth and implant in fixed partial dentures (FPD′s) have been questioned for many years due to its clinical implications, including selecting the best kind of connection design (rigid or semi-rigid connection). This study assessed cemented toothimplant supported rigid connected FPD′s on 3 types of implant connections (external hexagon - EH, internal hexagon - IH and morse taper - MT) and its relationship to the vertical misfit and FPD failure before and after mechanical cycling plus the photoelastic analysis of those situations. 21 specimens (7 EH, 7 IH and 7 MT) were fabricated on a master model that simulated tooth loss of elements 46 and 47, with an implant placed on the 47 area and a prepared tooth with simulated periodontal ligament in polyether on the 45 area. On this model, three-element metalloceramic rigid FPD′s were made, cemented to tooth and implant (universal post). The specimens were prepared and subjected to mechanical cycling with a 120N load under 1,000,000 cycles, simulating a 2-year clinical use of the prosthesis. Analyses of vertical misfit were performed by optical microscopy (40x) in all periods of FPD′s fabrication (before welding, after welding, after application of ceramic and after cycling). The FPD failure percentage after cycling was also evaluated (cracks/fractures/loss of cementation), and photoelastic test was performed (dental load only, simultaneous abutment load and occlusal load). The results for vertical misfit indicated a significant increase in the levels of misfit for all stages of fabrication for both tooth and implant (p0.059). For the FPD failure percentage, we found a decreasing rate in the order MT>IH>EH. The photoelastic test indicated a major amount of tension increase in the order MT<IH<EH. Based on these results, within the limitations of the study it was concluded that: the levels of vertical misfit tend to increase in the prosthesis fabrication steps for all implant connections; mechanical fatigue tends to interfere on vertical misfit in long term due to deformation of the framework depending on its thickness; the FPD failure percentage tends to be proportional to the rigidity increase of the implant connection; despite the decrease of rigidity of the implant connection favors the longevity of the FPD, this also tends to increase tensions on the abutments and stress on the surrounding bone; the use of subcrestal morse taper connection on rigid tooth-implant FPD′s tends to be preferable for the preservation of the abutments due to the lower abutment stress concentration at the expense of longevity of FPD, though this can be replaced if the failure is irreversible