ads:
Lucas Fernando Tabata
Platform switching: avaliação biomecânica por
meio do Método de Elementos Finitos
tridimensional
Tese apresentada à Faculdade de Odontologia do
Câmpus de Araçatuba – Unesp, para obtenção do
grau de “Doutor em Odontologia” – Área de
concentração de Prótese Dentária.
Orientador: Prof. Dr. Wirley Gonçalves Assunção
Co-orientador: Prof. Dr. Edson Antônio Capello de
Sousa
Araçatuba – SP
2008
ads:
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
Catalogação-na-Publicação
Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação – FOA / UNESP
Tabata, Lucas Fernando
T112i Platform Switching : avaliação biomecânica por meio do
Método de elementos finitos tridimensional / Lucas Fernando
Tabata. - Araçatuba : [s.n.], 2008
89 f. : il. ; Cd-Rom
Tese (Doutorado) – Universidade Estadual Paulista,
Faculdade de Odontologia, Araçatuba, 2008
Orientador: Prof. Wirley Gonçalves Assunção
Co-orientador: Prof. Edson Antônio Capello de Sousa
1. Implantes dentários 2. Análise de elemento finito 3. Prótese
dentária fixada por implante 4. Biomecânica
Black D3
CDD 617.601
ads:
DEDICATÓRIA
Primeiramente à DEUS,
pelo dom da vida,
por sempre abençoar e iluminar meu caminho.
Te agradeço pela família que tenho e por mais esta vitória.
Aos meus queridos pais, LUIZ e IULCA,
por todo amor e carinho,
pela educação que me deram,
pelas oportunidades que me proporcionaram,
por investirem em mim e
por acreditarem.
Sem vocês esta conquista não seria possível.
Espero que se orgulhem da pessoa que me tornei.
Aos meus queridos irmãos, LUIZ CLAUDIO e MARIANNE,
por serem meus melhores amigos,
por todo apoio e incentivo que me deram,
pela amizade e companheirismo que compartilhamos,
por saber que posso contar com vocês a qualquer momento.
Espero que possamos nos reunir em breve.
Aos meus sobrinhos, FELIPE e CAIO,
por conseguirem me alegrar com um simples sorriso,
por conseguirem me confortar com um simples abraço,
por conseguirem me demonstrar carinho com um simples beijo.
Saibam que estarei ao lado de vocês para o que precisarem, sempre!
À minha namorada, BRUNA,
por todo amor e afeto,
por me entender e respeitar,
por torcer por mim e por meus sonhos,
por compartilhar esta fase importante da minha vida.
AGRADECIMENTOS ESPECIAIS
Ao meu orientador, Prof. Dr. Wirley Gonçalves Assunção, pela amizade que
desenvolvemos e compartilhamos ao longo destes seis anos de pós-graduação. Muito
obrigado por confiar e investir em mim, por me incentivar, por dividir seus
conhecimentos e me aconselhar quando precisei. Obrigado por contribuir diretamente
no meu amadurecimento acadêmico e pessoal.
AGRADECIMENTOS
À Faculdade de Odontologia de Araçatuba, da Universidade Estadual
Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP) pela oportunidade da realização do
curso de Graduação, Mestrado e Doutorado.
Ao coordenador do Curso de Pós-Graduação em Odontologia, da Faculdade de
Odontologia de Araçatuba da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”,
Prof. Dr. Idelmo Rangel Garcia Júnior, pelas oportunidades proporcionadas e pela
amizade desenvolvida ao longo do curso de pós-graduação.
À Faculdade de Engenharia de Bauru, da Universidade Estadual Paulista
“Júlio de Mesquita Filho” (UNESP) pela oportunidade de cursar como aluno especial
a disciplina de Método de Elementos Finitos do Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Mecânica.
Ao meu co-orientador, Prof. Dr. Edson Antônio Capello de Sousa, por ter
aberto as portas do departamento de Engenharia Mecânica da Faculdade de
Engenharia Mecânica de Bauru – UNESP. Pelo convívio, pelos ensinamentos, pelas
orientações e pelas sugestões.
Ao Prof. Dr. Eduardo Passos Rocha, por me ajudar na realização deste
trabalho confeccionando os modelos tridimensionais desta pesquisa. Mais ainda, pela
amizade desde o tempo de graduação e pelo incentivo constante durante a pós-
graduação. Seu empenho e dedicação à profissão são exemplos a serem seguidos.
À mestranda Erika Oliveira de Almeida, por sua amizade e por me ajudar na
realização deste trabalho transmitindo seus conhecimentos sobre o software de
elementos finitos utilizado nesta pesquisa.
A empresa SIN – Sistema de Implante, na pessoa do diretor comercial Robson
Rangel Garcia, pela doação dos implantes e componentes protéticos para a realização
desta pesquisa.
Aos Profs. Humberto Gennari Filho, Marcelo Coelho Goiato, Adriana
Cristina Zavanelli, Eulália Maria Martins da Silva, Paulo Henrique dos Santos,
Débora de Barros Barbosa, Cícero Eleutério da Silva Filho, Paulo Renato
Junqueira Zuim, Alício Rosalina Garcia, Stefan Dekon Fuiza, José Eduardo
Rodrigues, Maria Cristina Rosifini Alves Rezende, Eduardo Piza Pellizzer, e
Renato Salviato Fajardo, aos técnicos de laboratório Jânder de Carvalho Inácio,
Ana Marcelina dos Santos Bacaneli, Carlos Alberto Gonçalves, Eduardo
Rodrigues Cobo, Ana Lúcia Francischine Damaceno e José Baleeiro, a secretária
Maria Lúcia Bordon e aos demais funcionários do Departamento de Materiais
Odontológicos e Prótese Dentária da Faculdade de Odontologia de Araçatuba da
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, pela convivência e amizade.
Aos funcionários da biblioteca da Faculdade de Odontologia de Araçatuba da
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” na pessoa da bibliotecária
Ana Cláudia Martins Crieger Manzatti, pela assistência prestada durante as fases de
pesquisa e revisão deste trabalho.
Aos funcionários da seção de Pós-Graduação da Faculdade de Odontologia de
Araçatuba da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Diogo, Marina
e Valéria, pela paciência, disponibilidade, alegria e admirável interesse em nos ajudar
sempre.
Aos meus colegas de Doutorado, Michele Marques Zequeto, Cesar Zaze,
Manoel Martins Júnior, Carlos Marcelo Archangelo, Eduardo Vedovatto e José
Quinelli Mazaro, pela convivência, colaboração e amizade.
Aos meus amigos de Pós-graduação, Érica Alves Gomes, Valentim Adelino
Ricardo Barão, Juliana Aparecida Delben, Thaís da Silveira Rodrigues, Jéssica
Lemos Gulinelli e Elizane Ferreira Hamanaka, por serem essenciais. Obrigado pela
amizade, companheirismo, apoio, incentivo, torcida, respeito e principalmente por
acreditarem em mim. Tenham certeza que esta amizade de vocês é muito especial e
importante para mim.
Ao meu amigo Farley Augusto da Silva Venturelli, por sua amizade e
principalmente por ter me acordado no dia da prova de Doutorado. Sem você, eu não
teria chegado até aqui.
Aos demais amigos, alunos do Curso de Pós-Graduação, pelos momentos
que desfrutamos durante o curso, pelo convívio e amizade.
Aos alunos de graduação que passaram pelas clínicas das disciplinas de
Prótese Total, Prótese Parcial Removível e Prótese Parcial Fixa nos anos em que fui
estagiário, por despertarem o prazer de lecionar e por servirem de estímulo para o meu
desenvolvimento acadêmico.
Aos meus cunhados, Fabio e Patricia, por todo apoio e incentivo. Por serem
pessoas especiais não somente para mim, mas principalmente para os meus irmãos.
Obrigado por cuidar deles nas minhas ausências.
E as demais pessoas, parentes e amigos, que de alguma forma contribuíram
para o meu desenvolvimento pessoal e profissional, direta ou indiretamente, as quais
serei eternamente grato.
EPÍGRAFE
“Agradeço-te ó DEUS por minha família e amigos, pelas oportunidades
proporcionadas e pelas conquistas alcançadas. Dai-me força e sabedoria para seguir
meu caminho. Proteja e abençoe aqueles que amo, principalmente os que estão longe
de mim por não poder fazê-lo pessoalmente. Amém.”
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
Tabata LF. Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de
elementos finitos tridimensional [tese]. Araçatuba: Faculdade de Odontologia da
Universidade Estadual Paulista; 2008.
RESUMO GERAL
Introdução e Justificativa. No tratamento com implantes osseointegrados, o tecido
ósseo peri-implantar sofre um processo de aposição e reabsorção, durante o primeiro
ano após a restauração protética. Tem sido relatado que a platform switching reduz a
remodelação óssea esperada, muito embora os mecanismos responsáveis por este
processo não estejam claramente elucidados.
Objetivo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a distribuição de tensões no tecido ósseo
peri-implantar, nos implantes e componente protéticos de coroa metalocerâmica
implantossuportada, utilizando o conceito de platform switching e comparando-o com
uma conexão regular abutment-implante, por meio do método de elementos finitos
tridimensional (MEF-3D).
Material e métodos. Dois modelos 3D reproduziram uma conexão regular entre
abutment-implante com componentes de mesmo diâmetro (grupo Plataforma Regular -
PR) e uma conexão com o conceito de platform switching (grupo Platform Switching -
PS). Um implante regular (plataforma protética de 4.1mm) e um implante largo
(plataforma protética de 5.0mm) foram utilizados para representar PR e PS,
respectivamente, nos quais um componente protético regular de 4.1mm foi conectado
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
para simular a coroa protética. Uma carga de 100N foi aplicada utilizando-se o
programa ANSYS.
Resultados. PS diminuiu a concentração de tensões no implante quando comparado
com PR, alterando a distribuição das tensões na plataforma protética, o que resultou
em diminuição das tensões no parafuso e tecido ósseo e aumento das tensões na
coroa.
Conclusões. Platform switching reduziu as tensões no tecido ósseo peri-implantar, o
que pode resultar em uma diminuição da reabsorção óssea marginal. A utilização de
componentes protéticos de menor diâmetro que a plataforma protética do implante
diminuiu a concentração das tensões nos implantes e no parafuso, podendo resultar
em uma diminuição das complicações nas próteses implantossuportadas parafusadas.
Palavras-chave: implantes dentários, análise de elementos finitos, prótese dentária
fixada por implantes, biomecânica.
Implicação clínica. A utilização de platform switching diminuiu as tensões no tecido
ósseo peri-implantar, o que pode resultar em uma diminuição da reabsorção óssea
marginal. A diminuição da concentração de tensões no parafuso de retenção e no
implante, podem refletir em um menor número de complicações clínicas relacionadas a
soltura ou fratura do parafuso, fratura do implante ou ainda falha na osseointegração.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
Tabata LF. Platform switching: biomechanical evaluation using three-dimensional
finite element analysis [thesis]. Araçatuba: UNESP - São Paulo State University;
2008.
GENERAL ABSTRACT
Statement of problem. After implant insertion and loading, crestal bone usually
undergoes remodeling and resorption during the first year following prosthetic
restoration. It has been reported that the platform switching seems to reduce or
eliminate the expected postrestoration crestal bone remodeling, although the
mechanisms responsible for this process are not yet clearly drawn.
Purpose. The objective of this study was to evaluate the stress distribution in peri-
implant bone tissue, implants and prosthetic components of single crown implants-
supported with the use of platform switching concept, using three-dimensional Finite
Element Analysis (3D- FEA).
Material and methods. Two 3D finite element models reproduced a external hexagonal
implant system with peri-implant bone tissue, in which a regular matching diameter
connection of abutment-implant (Regular Platform group - RPG) and a platform
switching connection (Platform Switching group - PSG) were simulated. A regular
implant (prosthetic platform of 4.1mm) and a wide implant (prosthetic platform of
5.0mm) were used to represent the RPG and PSG, respectively, in which a regular
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
prosthetic component of 4.1mm was connected to represent the crown. A load of 100N
was applied on the models using ANSYS software.
Results. PSG diminished the stress concentration at the implant when compared to
RPG by altering the stress distribution at the prosthetic platform of the implant, which
results in a decrease of stress into the screw and supporting bone and an increase of
stress in the crown.
Conclusions. Platform switching improved biomechanically the stress distribution in
peri-implant bone tissue of implant system, which might result in a reduced marginal
bone loss. The use of mismatching prosthetic components in relation to the implant
prosthetic platform diameter seems to decrease stress concentration at implant and
screw, which might represent less clinical complications.
Keywords: dental implants, platform switching, implant supported prosthesis, finite
element analysis, stress distribution, crestal bone loss.
Clinical Implications. The use of platform switching concept decreased the stress
concentration at the peri-implant bone tissue, which might result in a reduced marginal
bone loss. The decreased stress concentration at the screw and implant might diminish
clinical complications as screw loosening or fracture, implant fracture or
osseointegration failure.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Modelos 3D da junção abutment-implante dos grupos PR e PS. Página 50
Figura 2. Vista frontal e obliqua da malha de elementos finitos do modelo
PS (158.596 nós e 89.158 elementos). Página 50
Figura 3. Distribuição das tensões de von Mises (σ
VM
) nos modelos PR e
PS.
Página 51
Figura 4. Valores de tensões de von Mises (σ
VM
) no tecido ósseo, implante,
parafuso e coroa para os modelos PR e PS. Página 51
Figura 5. Valores de tensões principais máximas (σ
T
, tração) e mínima (σ
C
,
compressão) no tecido ósseo, implante, parafuso e coroa para os
modelos PR e PS. Página 52
Figura 6. Distribuição das tensões de von Mises (σ
VM
) no tecido ósseo dos
modelos PR e PS. Página 52
Figura 7. Distribuição das tensões de von Mises (σ
VM
) nos implantes e
coroas dos modelos PR e PS. Página 53
Figura 8. Distribuição das tensões de von Mises (σ
VM
) nos parafusos dos
modelos PR e PS. Página 53
ANEXO C
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
Figura 9. Modelo 3D do implante do grupo PR. Malha de elementos finitos,
tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de
compressão (σ
C
). Página 86
Figura 10. Modelo 3D do implante do grupo PS. Malha de elementos finitos,
tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de
compressão (σ
C
). Página 86
Figura 11. Modelo 3D do parafuso de retenção do grupo PR. Malha de
elementos finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e
tensões de compressão (σ
C
). Página 87
Figura 12. Modelo 3D do parafuso de retenção do grupo PS. Malha de
elementos finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e
tensões de compressão (σ
C
). Página 87
Figura 13. Modelo 3D do implante e da prótese do grupo PR. Malha de
elementos finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e
tensões de compressão (σ
C
). Página 88
Figura 14. Modelo 3D do implante do grupo PS. Malha de elementos finitos,
tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de
compressão (σ
C
). Página 88
Figura 15. Modelo 3D do implante, da prótese e do osso cortical do grupo
PR. Malha de elementos finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de
tração (σ
T
) e tensões de compressão (σ
C
). Página 89
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
Figura 16. Modelo 3D do implante, da prótese e do osso cortical do grupo
PS. Malha de elementos finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de
tração (σ
T
) e tensões de compressão (σ
C
). Página 89
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Estruturas e propriedades dos materiais usados nos modelos. Página
49
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
LISTA DE ABREVIATURAS
MEF = Método de elementos finitos
3D = Tridimensional
PR = Plataforma regular
PS = Platform switching
N = Newton
mm = Milímetro
Co-Cr = Cobalto-cromo
σ
VM
= Tensões de von Mises
σ
T
= Tensões de tração
σ
C
= Tensões de compressão
MPa = Mega Pascal
JAI = Junção abutment-implante
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
SUMÁRIO
1 Introdução 22
2 Proposição 26
3 Material e Método 28
4 Resultado 31
5 Discussão 34
6 Conclusão 41
7 Referências 43
Anexos 54
Anexo A – Normas da revista selecionada para publicação do artigo
55
Anexo B – Artigo em Inglês, nas normas da revista
60
Anexo C – Figuras adicionais 86
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
INTRODUÇÃO
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
23
1 INTRODUÇÃO
Desde a introdução da osseointegração, novas alternativas de tratamento
protético surgiram para pacientes baseada na colocação de implantes endósseos de
titânio em áreas edêntulas. A reposição de dentes através de implantes tem se tornado
uma modalidade de tratamento previsível tanto para pacientes parcialmente, como
completamente edêntulos.
1,2,3,4
Acompanhamento de próteses fixas sobre dentes
naturais por 10 anos revelaram uma taxa de sucesso de aproximadamente 75%.
5
Em
contraste, para os implantes osseointegrados essa taxa tem se mostrado maior que
90%,
6,7,8
com opções de tratamento se expandindo para incluir implantes com carga
protética imediata, precoce e mediata, além de implantes pós exodontia dentária ou
curtos. Entretanto, a técnica cirúrgica de 2 estágios e o carregamento tardio ainda é
mais relevante.
9,10
Um aspecto na terapia com implantes que apresenta grande desafio é a
instalação de implantes e a subsequente restauração em áreas estéticas,
6
nas quais o
nível do osso peri-implantar e as dimensões do tecido mole são fatores críticos para o
resultado estético.
11
Técnicas cirúrgicas que envolvem a manipulação de tecido ósseo
e tecido mole foram desenvolvidas com o intuito de favorecer o alcance do resultado
ideal para o tratamento com implantes em áreas estéticas. A visão atual é de que a
preservação de um tecido peri-implantar saudável a longo prazo é de primeira
importância para assegurar função e estética por um período maior.
12
Entretanto, após a instalação e carregamento do implante, a crista óssea sofre
aposição e reabsorção durante o primeiro ano após a restauração protética.
12,13
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
24
Observações radiográficas têm mostrado que após a conexão do abutment, inicia uma
remodelação óssea, a qual se manifesta pela diminuição das dimensões do osso, tanto
horizontalmente (1,3 a 1,4mm)
10,14
como verticalmente (1,5 a 2mm), na face vestibular
do implante. Esta reabsorção da crista óssea geralmente coincide com a primeira rosca
do implante
11
e pode prejudicar o resultado do tratamento, principalmente em casos
estéticos nos quais as deficiências do tecido mole podem criar coroas que aparentam
ser maiores que desejadas,
6
já que o suporte da papila gengival depende do osso
subjacente.
10
É crítico também, em áreas onde implantes curtos são usados,
12
principalmente
na região posterior da mandíbula, que devido à presença do canal mandibular, muitas
vezes associado à pequena quantidade óssea presente nessa região devido à atrofia
do rebordo após a perda dos dentes posteriores, não possibilita a instalação de
implantes longos. Nesta região, qualquer reabsorção óssea representaria uma
diminuição ainda maior na superfície de contato entre osso-implante, podendo
ocasionar falha no implante ou na osseointegração.
Os fatores envolvidos no mecanismo de reabsorção e deposição óssea ao redor
dos implantes ainda não estão completamente elucidados
15
e diversas teorias
existentes tentam explicar as mudanças observadas na altura da crista óssea após a
instalação da prótese sobre implante.
16,17
O estabelecimento de um espaço
biológico,
12,18,19,20,21
a localização do infiltrado inflamatório,
17,22
a distância da junção
abutment-implante (JAI) em relação à crista óssea,
21,23,24
o biotipo gengival
25
e a
concentração de tensões no tecido ósseo peri-implantar devido a cargas oclusais
7,15,26-
36
são algumas dessas hipóteses.
12
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
25
Tem sido relatado que a platform switching (PS) parece reduzir ou eliminar a
remodelação esperada da crista óssea após a inserção da restauração.
4,6,10,13,17,36,37
O
conceito de platform switching apresentado por LAZZARA e PORTER (2006) consiste
na colocação de componentes protéticos de menor diâmetro em implantes de maior
diâmetro e foi baseado em observações radiográficas feitas durante um período de 13
anos. Observações radiográficas sugerem que o processo biológico pós-restauração
pode ser alterado quando a borda externa da interface abutment-implante é deslocada
horizontalmente para o centro e distante da borda externa da plataforma do
implante.
6,10,11,17,37
Os resultados de estudos histomorfométricos indicam que PS pode
preservar o tecido ósseo peri-implantar e prevenir a reabsorção óssea
13
e pode limitar
também o deslocamento apical da barreira epitelial.
4
A possibilidade de reduzir ou eliminar a perda da crista óssea seria uma grande
conquista da implantodontia. Benefícios clínicos como uma estética superior, melhor
contato entre implante-osso e aumento da estabilidade primária poderiam ser obtidos
com platform switching.
37
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
PROPOSIÇÃO
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
27
2 PROPOSIÇÃO
Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar a distribuição de tensões no
tecido ósseo peri-implantar, nos implantes e componentes protéticos de coroas
metalocerâmicas implantossuportadas, utilizando o conceito de platform switching e
comparando-o com uma conexão regular abutment-implante, por meio do método de
elementos finitos tridimensional (MEF-3D).
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
MATERIAL E MÉTODO
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
29
3 MATERIAL E MÉTODO
Uma conexão regular entre abutment-implante com componentes de mesmo
diâmetro (grupo Plataforma Regular - PR) e uma conexão com o conceito de platform
switching (Platform Switching – PS) foram simuladas por dois modelos 3D, os quais
reproduziram um sistema de implante de hexágono externo e o tecido ósseo peri-
implantar. Um implante regular, com plataforma protética de 4.1mm e 10.0mm de
comprimento (SIN, Sistema de Implantes, São Paulo, SP, Brasil) e um implante largo,
com plataforma protética de 5.0mm e 10.0mm de comprimento (SIN, Sistema de
Implantes, São Paulo, SP, Brasil) foram utilizados para representar PR e PS,
respectivamente, nos quais um componente protético regular de 4.1mm tipo UCLA
(SIN, Sistema de Implantes, São Paulo, SP, Brasil) foi conectado para simular a coroa
protética (Figura 1).
Design dos modelos
A modelagem 3D foi realizada no software SolidWorks (SolidWorks Corporation,
MA, USA). Uma coroa metalocerâmica em formato tronco-cônica, foi modelada com
dimensões de 8mm em altura e 8mm em seu maior diâmetro.
38
O tecido ósseo peri-
implantar assumiu 16mm em altura e 11mm em largura, o osso cortical na região da
crista com 1,3mm de espessura e o osso trabecular com 13,4mm em altura.
39
Os
modelos foram posteriormente exportados para o programa de elementos finitos (Ansys
WorkBench 11, Swanson Anlysis System, Houston, Pa, USA), no qual foram atribuídas
as propriedades mecânicas das estruturas dos modelos, geradas as malhas de
elementos finitos e aplicado o carregamento para realização da análise.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
30
Condições de interface, contorno e carregamento
O implante foi rigidamente ancorado ao tecido ósseo ao longo de toda sua
interface. O mesmo tipo de contato foi estabelecido na interface prótese-abutment.
Todos os materiais foram considerados homogêneos e isotrópicos.
34
As propriedades
mecânicas dos materiais (Módulo de Elasticidade e Coeficiente de Poisson) foram
baseadas na literatura
40,41,42
(TABELA 1). Em ambos os modelos as condições de
contorno foram determinadas na região inferior do tecido ósseo e em suas faces
proximais.
Para avaliar a distribuição de tensão no tecido ósseo peri-implantar, nos
implantes e componentes protéticos, uma carga vertical de 100N
43
foi aplicada no lado
vestibular da superfície oclusal da coroa, compatível com a região de uma cúspide de
contenção.
Elementos e nós
Para obtenção dos mapas de tensões, foram geradas as malhas de elementos
finitos para os modelos a partir de elementos tetraédricos com dimensão de 0,5mm. Os
modelos finais tiveram um total de 158.596 nós e 89.158 elementos para o modelo
Plataforma Regular (PR) e 145.212 nós e 80.766 elementos para o modelo Platform
Switching (PS) representado na figura 2.
Após a atribuição das propriedades mecânicas, geração da malha de elementos
finitos e determinação do carregamento, os dados numéricos produziram gráficos
coloridos para melhor comparação dos modelos. Os dados obtidos foram avaliados de
acordo com Tensões Equivalentes (von Mises, σ
VM
) e Tensões Principais Máxima
(tração, σ
T
) e Mínima (compressão, σ
C
).
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
RESULTADO
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
32
4 RESULTADO
Distribuição das tensões nos modelos
Os dados obtidos do programa de elementos finitos produziram os mapas de
tensões com escala de cor nos quais é possível comparar a distribuição de tensões nas
diferentes estruturas em ambos os modelos (tecido ósseo peri-implantar, implante,
parafuso e coroa). Os valores da escala dos mapas de tensão foram padronizados para
uma melhor comparação qualitativa (visual) (Figura 3), e os valores de tensão
mensurados foram convertidos em gráficos para Tensões Equivalentes (von Mises),
Tensões Principais Máxima (tração) e Mínima (compressão), para uma melhor
comparação quantitativa (Figuras 4 e 5) da concentração das tensões nas estruturas
dos modelos.
As tensões concentraram-se sob o lado da aplicação do carregamento dos
modelos. Os implantes apresentaram os maiores valores de tensões em comparação
as demais estruturas dos modelos. Analisando os gráficos de tensões equivalentes e
principais a dispersão foi semelhante para as tensões de von Mises (σ
VM
), de tração
(σ
T
) e de compressão (σ
C
), sendo que o uso de platform switching diminuiu a
concentração das tensões no tecido ósseo, implante e parafuso e aumentou a
concentração das tensões na coroa.
Distribuição das tensões no tecido ósseo peri-implantar
Analisando o tecido ósseo peri-implantar os maiores valores de tensões se
localizaram na região do osso cortical peri-implantar. Comparando o padrão de
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
33
distribuição entre os modelos foi possível observar que a transmissão de tensões em
PR foi mais intensa e sobre uma maior área quando comparado com o modelo PS, que
diminuiu a concentração das tensões no osso cortical (Figura 6).
Distribuição das tensões nos implantes e componentes protéticos
Os valores de tensões foram mais elevados nos implantes do que no tecido
ósseo, parafuso e coroa para ambos os modelos. Comparando a distribuição das
tensões nos implantes foi possível observar que a concentração das tensões foi maior
no modelo PR e localizou-se na periferia da plataforma protética, ao nível do osso
cortical e também no pescoço do implante. PS apresentou menores valores de tensões
e a concentração das tensões localizou-se mais próxima ao centro da plataforma
protética do implante, distante da interface de contato com o osso cortical.
Nos parafusos de retenção as tensões concentraram-se ao longo das roscas e
no pescoço dos parafusos, nos quais as tensões de tração foram maiores que as
compressivas. PR também apresentou maiores valores de tensões nos parafusos
quando comparado com PS. Para a coroa protética, PS apresentou maiores valores de
tensões, as quais se localizaram na parte inferior da coroa, na interface de contato com
a plataforma protética do implante (Figuras 7 e 8).
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
DISCUSSÃO
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
35
5 DISCUSSÃO
Esse estudo avaliou qualitativa e quantitativamente a distribuição das tensões no
tecido ósseo peri-implantar, nos implantes e componentes protéticos de uma coroa
metalocerâmica implantossuportada, testando o conceito de platform switching e seus
possíveis efeitos por meio de uma avaliação biomecânica.
Apesar do fato das soluções obtidas por métodos numéricos necessitarem
sempre ser cuidadosamente avaliadas sob o ponto de vista dos testes experimentais,
parece ser razoável explorar esta abordagem pela possibilidade de avaliar dados que
não são mensurareis experimentalmente, a fim de agregar e complementar as
informações obtidas de testes in vivo e in vitro. O desenvolvimento de modelos
numéricos possibilita a avaliação do comportamento mecânico do sistema osso-
implante-prótese estimando variáveis fundamentais, como a tensão e deformação do
tecido ósseo e também investigando um grande número de circunstâncias
operacionais.
43
Entretanto, a lacuna entre o ambiente mecânico que leva a falha do implante e a
condição sob a qual o osso se adapta através da reabsorção óssea ainda não está
claramente descrita na literatura.
34
Mesmo assim os modelos são úteis para
interpretações preliminares da interação implante-abutment.
43
Diversas teorias existem para esclarecer as mudanças observadas na
altura da crista óssea após a restauração sobre implante,
17
entretanto isso ainda não
foi elucidado.
36
Os níveis da crista óssea são dependentes da localização da JAI em
relação à crista óssea,
37
já que foi demonstrado que quando a JAI é posicionada mais
profunda no osso, uma maior reabsorção da crista óssea ocorre.
13,21
A razão para a
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
36
remodelação óssea na presença de um microgap não é conhecida, mas pode estar
relacionada com a presença de contaminação bacteriana na interface abutment-
implante ou a micromovimentação nessa interface. Esse espaço entre abutment-
implante pode ser um reservatório de bactérias, as quais poderiam causar inflamação
do tecido mole peri-implantar.
33
O deslocamento interno da borda da junção abutment-implante na configuração
PS também desloca o infiltrado inflamatório celular para o centro, distanciando-o da
crista óssea. Isso limita a reabsorção óssea ao redor da porção coronal do implante.
10
Também tem sido reportado na literatura que a reabsorção da crista óssea está
relacionada com a sobrecarga e o dano na interface do tecido ósseo peri-implantar.
15
Uma carga excessiva pode provocar reabsorção óssea devido à produção de
microdanos com a formação de defeitos ósseos crateriformes laterais aos implantes.
33
Esse microdano ao tecido ósseo também pode ser iniciado pela concentração de
tensão e tensão de cisalhamento no pescoço do implante.
27,34,35
Analisando os resultados obtidos no presente trabalho pode-se observar que
esses estão em parte em concordância com os da literatura uma vez que foi possível
notar dois fatos interessantes. O primeiro foi que a PS diminui os valores de tensão e
também a concentração de tensões no tecido ósseo peri-implantar (FIGURAS 4, 5 e 6)
em comparação com a PR. A segunda observação foi que a concentração das tensões
sobre a plataforma protética do implante foi deslocada internamente, distanciando-se
da interface osso-implante (FIGURA 7). Resultados semelhantes foram encontrados
por Maeda et al. (2007) que avaliaram as vantagens biomecânicas da platform
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
37
switching usando diferentes diâmetros de componentes protéticos em implantes
regulares.
Esta diferença na distribuição das tensões deve ser provavelmente a explicação
biomecânica do porque a platform switching parece reduzir ou eliminar a reabsorção
esperada da crista óssea, observada em estudos clínicos.
6,10,11,17,37
Com uso de um
implante mais largo em PS, menores tensões foram verificadas, as quais estavam
concentradas distantes da interface osso-implante (FIGURAS 4, 5 e 7). Com isso, uma
menor concentração de tensões foi transmitida ao tecido ósseo peri-implantar
(FIGURAS 4, 5 e 6), o que pode diminuir microdanos resultando em menor reabsorção
óssea.
Outra possível explicação para a eficácia da platform switching se baseia na
distância entre a superfície óssea e a área de concentração das tensões na plataforma
protética do implante, a qual coincide com a região de contato com a coroa protética
(FIGURA 7). Como os microrganismos são mais propensos a se deslocar para áreas
de grande concentração de energia, é vantajoso ter uma maior distância entre a área
de concentração de tensões e o tecido ósseo.
33,36
Ao avaliar a distribuição das tensões no parafuso de retenção foi possível
observar que as tensões concentraram-se no pescoço e ao longo das roscas dos
mesmos (FIGURA 8). Analisando os gráficos foi possível observar que os valores das
tensões de tração foram maiores que os de compressão, sendo mais elevadas em PR
do que em PS (FIGURAS 4 e 5). Maeda et al. (2007) afirmaram que um aumento das
tensões no parafuso poderia causar problemas como deformação do componente caso
seu limite elástico fosse ultrapassado. Os autores encontraram maiores valores de
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
38
tensões para os parafusos na configuração de platform switching, diferente dos
resultados obtidos no presente estudo. Tal diferença pode ser atribuída ao desenho do
parafuso de retenção e da coroa protética, que no estudo de Maeda et al. (2007), que
foram representados como uma estrutura única, não permitindo a avaliação individual
de cada estrutura, como realizado no presente estudo (FIGURAS 7 e 8). Outro fator
importante que pode ter diferenciado os resultados reside na representação das roscas
dos implantes e dos parafusos, representadas somente neste trabalho, e que, segundo
Natali et al. (2006) têm papel de destaque na manutenção da capacidade de
assimilação das cargas oclusais pelos implantes. Clinicamente, uma diminuição da
concentração das tensões nos parafusos com emprego de platform switching é
benéfica, pois pode resultar em uma diminuição das complicações nas próteses
implantossuportadas parafusadas, como soltura ou fratura do parafuso.
Analisando os mapas de tensões com relação às coroas protéticas, foi verificado
que a concentração das tensões em PS foi maior do que em PR, as quais se
localizaram na região inferior da infra-estrutura metálica da coroa, na superfície de
contato com a plataforma protética do implante (FIGURAS 4, 5 e 7). O uso de platform
switching aumentou as tensões na coroa provavelmente pela utilização de um implante
mais largo, que ofereceu maior resistência estrutural e menor transmissão das tensões
as estruturas adjacentes, as quais se concentraram na região inferior da coroa. O
aumento das tensões não representaria uma complicação mecânica, uma vez que os
valores de tensões (σ
VM
= 67,9MPa, σ
T
= 50,7MPa, σ
C
= 86,6MPa) verificados
encontram-se muito abaixo do limite de escoamento da liga de Co-Cr (que pode variar
de 552 a 1034MPa),
40
utilizada na representação da infra-estrutura metálica da coroa.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
39
Não obstante, como consequência da aplicação de carga, os implantes devem
ser capazes de transferir a ação induzida ao tecido ósseo peri-implantar, assegurando
a capacidade de resistência do sistema.
43
A funcionalidade das próteses fixas requer o
respeito dos limites de resistência dos implantes e dos componentes protéticos,
43
mas
também o entendimento de outras propriedades mecânicas relacionadas ao tecido
ósseo são necessárias, já que este deve suportar os efeitos das cargas oclusais.
43
Dessa forma, os resultados deste estudo indicam que a platform switching parece
melhorar a transmissão de carga para o implante, parafuso e para o tecido ósseo peri-
implantar.
Bozkaya et al. (2004) avaliaram a característica da transmissão de cargas em 5
diferentes sistemas de implantes e estabeleceram um critério para avaliação da
sobrecarga no tecido ósseo baseado nas tensões de escoamento do osso cortical, que
tem sido reportado como sendo maior sob compressão (170MPa) do que em tração
(100MPa). Neste estudo, a concentração das tensões em ambos os grupos ficou
abaixo do valor limite de escoamento do tecido ósseo, sendo maior para PR (σ
C
=
54,9MPa e σ
T
= 13,6MPa) do que PS (σ
C
= 20,3MPa e σ
T
= 5,44MPa) (FIGURA 5).
Estes resultados têm importante relevância clínica, uma vez que Cullinane e Einhorn
(2002) afirmaram que mesmo cargas abaixo dos valores limites de escoamento podem
causar falhas no tecido ósseo, nos quais microdanos ao osso não podem ser
reparados.
Entretanto, ainda faltam informações para definir as propriedades mecânicas do
tecido ósseo e correlacioná-las com seu rearranjo estrutural frente aos estímulos
mecânicos-biológicos em função do tempo. A relevância operacional e a confiabilidade
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
40
dos métodos matemáticos no estudo do comportamento biomecânico dos implantes
osseointegráveis, necessitam de uma abordagem mecâno-clínica para um maior
aprendizado nessa linha de pesquisa.
43
Outros trabalhos com MEF-3D avaliando diferentes diâmetros de abutments
protéticos (regular e largo) em implantes largos devem ser realizados para estudar a
influência e o efeito dos implantes largos na distribuição das tensões na configuração
de platform switching. Além disso, o desenvolvimento de experimentos em animais e
triagens clínicas longitudinais é necessário para validar os achados biomecânicos deste
estudo.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
CONCLUSÃO
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
42
6 CONCLUSÃO
Baseado nos resultados obtidos e dentro das limitações desse estudo foi possível
concluir que:
• Platform switching reduziu as tensões no tecido ósseo peri-implantar, o que
pode resultar em uma diminuição da reabsorção óssea marginal.
• A utilização de componentes protéticos de menor diâmetro que a plataforma
protética do implante diminuiu a concentração das tensões nos implantes e no
parafuso, podendo resultar em uma diminuição das complicações nas próteses
implantossuportadas parafusadas, como soltura ou fratura do parafuso, ou ainda
fratura do implante.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
REFERÊNCIAS
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
44
7 REFERÊNCIAS
1. Jemt T, Chai J, Harnett J, Heath MR, Hutton JE, Johns RB, et al. A 5-year prospective
multicenter follow-up report on overdentures supported by osseointegrated implant. Int J Oral
Maxillofac Implants 1996;11:291-8.
2. Lindquist LW, Carlsson GE, Jemt T. A prospective 15-year follow-up study of mandibular
fixed prostheses supported by osseointegrated implants. Clin Oral Implants Res 1996;7:329-36.
3. Buser D, Mericske-Stern R, Bernard JP, Behneke A, Behnele N, Belser UC, et al. Long-term
evaluation of non-submerged ITI implants. Part 1: 8-year life table analysis of a porspective
multi-center study with 2359 implants. Clin Oral Implants Res 1997;8:161-72.
4. Becker J, Ferrari D, Herten M, Kirsch A, Schaer A, Schwarz F. Influence of platform
switching on crestal bone changes at non-submerged titanium implants: a histomorphometrical
study in dogs. J Clin Periodontol 2007;34:1089-96.
5. Walton JN, Gardner FM, Agar JR. A survey of crown and fixed partial denture failures:
length of service and reasons for replacement. J Prosthet Dent 1986;56:416-21.
6. Gardner DM. Platform switching as a means to achieving implant esthetics. N Y State Dent
J 2005;71:34-7.
7. Adell R. Clinical results of osseointegrated implants supporting fixed prostheses in
edentulous jaws. J Prosthet Dent 1983;50:251-4.
8. Albrektsson T, Jansson T, Lekholm U. Osseointegrated dental implants. Dent Clin North Am
1986;30:151-74.
9. Bozkaya D, Muftu S, Muftu A. Evaluation of load transfer characteristics of five different
implants in compact bone at different load levels by finite element analysis. J Prosthet Dent
2004;92:523-30.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
45
10. Guirado JLC, Yuguero MRS, Zamora GP, Barrio EM. Immediate provisionalization on a new
implant design for esthetic restoration and preserving crestal bone. Implant Dent 2007;16:155-
64.
11. Cardaropoli G, Lekholm U, Wennström JL. Tissue alterations at implant-supported single-
tooth replacements: a 1-year prospective clinical study. Clin Oral Implants Res 2006;17:165-71.
12. Hermann F, Lerner H, Palti A. Factors influencing the preservation of the periimplant
marginal bone. Implant Dent 2007;16:165-75.
13. Degidi M, Iezzi G, Scarano A, Piattelli A. Immediately loaded titanium implant with a tissue-
stabilizing/maintaining design ('beyond platform switch') retrieved from man after 4 weeks: a
histological and histomorphometrical evaluation. A case report. Clin Oral Implants Res
2008;19:276-82.
14. Tarnow DP, Cho SC, Wallace SS. The effect of inter-implant distance on the height of inter-
implant bone crest. J Periodontol 200;71:546-9.
15. Hoshaw SJ, Brunski JB, Cochran GVB. Mechanical loading of Branemark implants affects
interfacial bone modeling and remodeling. Int J Oral Maxillofac Implants 1994;9:345-60.
16. Cullinane DM, Einhorn TA. Biomechanics of bone. In: Bilezkian, J.P., Raisz, L.G., Gideon,
A.R., eds. Principles of bone biology. 2
nd
ed. vol I. San Diego: Academic Press; 2002. p. 17-32
17. Lazzara RJ, Porter SS. Platform switching: a new concept in implant dentistry for controlling
postrestorative crestal bone levels. Int J Periodontics Restorative Dent 2006;26:9-17.
18. Ericsson I, Persson LG, Berglundh T, Marinello CP, Lindhe J, Klinge B. Different types of
inflammatory reactions in peri-implant soft tissues. J Clin Periodontol 1995;22:255-61.
19. Berglundh T, Lindhe J. Dimension of the periimplant mucosa. Biological width revisited. J
Clin Periodontol 1996;23: 971-73.
20. Cochran DL, Hermann JS, Schenk RK, Higginbottom FL, Buser D. Biologic width around
titanium implants. A histometric analysis of the implanto-gingival junction around unloaded and
loaded nonsubmerged implants in the canine mandible. J Periodontol 1997;68:186-98.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
46
21. Hermann JS, Cochran DL, Nummikoski PV, Buser D. Crestal Bone changes around titanium
implants: a radigraphic evaluation of unloaded nunsubmerged and submerged implants in the
canine mandible. J Periodontol 1997;68:1117-30.
22. Abrahamsson I, Berglundh T, Lindhe J. Soft tissue response to plaque formation at different
implant systems. A comparative study in the dog. Clin Oral implants Res 1998;9:73-9.
23. Hermann JS, Schofield JD, Schenk RK, Buser D, Cochran DL. Influence of the size of the
microgap on crestal bone changes around titanium implants. A histometric evaluation of
unloaded non-submerged implants in the canine mandible. J Periodontol 2001;72:1372-83.
24. Chou CT, Morris HF, Ochi S, Walker L, DesRosiers D. AICRG, Part II: Crestal bone loss
associated with the Ankylos implant: loading to 36 months. J Oral Implantol 2004;30:134-43.
25. Evans CD, Chen ST. Esthetic outcomes of immediate implant placements. Clin Oral
Implants Res 2008;19:73-80.
26. Pilliar RM, Deporter DA, Watson PA, Valiquette N. Dental implant design--effect on bone
remodeling. J Biomed Mater Res 1991;25:467-83.
27. Bidez MW, Misch CE. Issues in bone mechanics related to oral implants. Implant Dent
1992;1:289-94.
28. Barbier L, Schepers E. Adaptive bone remodeling around oral implants under axial and
nonaxial loading conditions in the dog mandible. Int J Oral Maxillofac Implants 1997;12:215-23.
29. Wiskott HW, Belser UC. Lack of integration of smooth titanium surfaces: a working
hypothesis based on strains generated in the surrounding bone. Clin Oral Implants Res
1999;10:429-44.
30. Gotfredsen K, Berglundh T, Lindhe J. Bone reactions adjacent to titanium implants
subjected to static load of different duration. A study in the dog (III). Clin Oral Implants Res
2001;12:552-8.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
47
31. Misch CE, Bidez MW, Sharawy M. A bioengineered implant for a predetermined bone
cellular response to loading forces. A literature review and case report. J Periodontol
2001;72:1276-1286.
32. Duyck J, Ronald HJ, Van Oosterwyck H, Naert I, Vander Sloten, Ellingsen JE. The influence
of static and dynamic loading on marginal bone reactions around osseointegrated implants: an
animal experimental study. Clin Oral Implants Res 2001;12:207-18.
33. Assenza B, Scarano A, Petrone G, Iezzi G, Thams U, San Roman F, Piattelli A. Crestal
bone remodeling in loaded and unloaded implants and the microgap: a histologic study. Implant
Dent 2003;12:235-41.
34. Kitamura E, Stegaroiu R, Nomura S, Miyakawa O. Biomechanical aspects of marginal bone
resorption around osseointegrated implants: considerations based on a three-dimensional finite
element analysis. Clin Oral Implants Res 2004;15:401-12.
35. Misch CE, Wang HL, Misch CM, Sharawy M, Lemons J, Judy KW. Rationale for the
application of immediate load in implant dentistry: part II. Implant Dent 2004;13:310-21.
36. Maeda Y, Miura J, Taki I, Sogo M. Biomechanical analysis on platform switching: is there
any biomechanical rationale? Clin Oral Implants Res 2007;18:581-4.
37. Hürzeler M, Fickl S, Zuhr O, Wachtel H. Peri-Implant Bone Level Around Implants With
Platform-Switched Abutments: Preliminary Data From a Prospective Study. J Oral Maxillofac
Surg 2007;65:33-9.
38. Binon PP. The effect of implant/abutment hexagonal misfit on screw joint stability. Int J
Prosthodont 1996;9:149-60.
39. van Staden RC, Guan H, Johnson NW, Loo Y-C, Meredith N. Step-wise analysis of the
dental implant insertion process using finite element technique. Clin Oral Implants Res
2008;19:303-3.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
48
40. Sevimay M, Turhan F, Kiliçarslam MA, Eskitascioglu G. Three-dimensional finite element
analysis of the effect of different bone quality on stress distribution in an implant-supported
crown. JProsthet Dent 2005;93:227-34.
41. Sertgöz A, Güvener S. Finite element analysis of the effect of cantilever and implant length
on stress distribution in an implant-supported fixed prosthesis. J Prosthet Dent 1996;76:165-9.
42. Yi Y-J, Kelly JR. Effect of occlusal contact size on interfacial stresses and failure of a
bonded ceramic: FEA and monotonic loading analyses. Dent Mater 2008;24:403-9.
43. Natali AN, Pavan PG, Ruggero AL. Analysis of bone-implant interaction phenomena by
using a numerical approach. Clin Oral Implants Res 2006;17:67-74.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
49
TABELA
Tabela 1. Estruturas e propriedades dos materiais usados nos modelos.
Materiais
Módulo de
Elasticidade (GPA)
Coeficiente de
Poisson
Referências
Osso Cortical 13.70 0.30 Sevimay et al., 2005
Osso Trabecular 1.37 0.30 Sevimay et al., 2005
Titânio (Ti-6Al-4V) 103.40 0.35 Sertgoz e Gunever, 1996
Liga de Co-Cr 218.00 0.33 Sevimay et al., 2005
Porcelana Feldspática 64.00 0.25 Yi e Kelly, 2008
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
50
FIGURAS
Figura 1. Modelos 3D da junção abutment-implante dos grupos PR e PS.
Figura 2. Vista frontal e obliqua da malha de elementos finitos do modelo PS (158.596
nós e 89.158 elementos).
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
51
Figura 3. Distribuição das tensões de von Mises (σ
VM
) nos modelos PR e PS.
Figura 4. Valores de tensões de von Mises (σ
VM
) no tecido ósseo, implante, parafuso e
coroa para os modelos PR e PS.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
52
Figura 5. Valores de tensões principais máxima (σ
T
, tração) e mínima (σ
C
,
compressão) no tecido ósseo, implante, parafuso e coroa para os modelos PR e PS.
Figura 6. Distribuição das tensões de von Mises (σ
VM
) no tecido ósseo dos modelos PR
e PS.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
53
Figura 7. Distribuição das tensões de von Mises (σ
VM
) nos implantes e coroas dos
modelos PR e PS.
Figura 8. Distribuição das tensões de von Mises (σ
VM
) nos parafusos dos modelos PR
e PS.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
ANEXOS
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
55
ANEXO A – Normas da revista selecionada para publicação do
artigo.
EDITOR
Carol A. Lefebvre
School of Dentistry
Medical College of Georgia
1120 15th St, AD-2943
Augusta, GA 30912-1255
Authors must adhere to the following guidelines, which are provided to ensure the expeditious processing of manuscripts. Failure to follow these
guidelines may result in the rejection of manuscripts or delays in the review process and publication.
Send manuscripts for publication and related correspondence to: Dr. Carol A. Lefebvre, Editor, The Journal of Prosthetic Dentistry, School of Dentistry, AD-2943,
Medical College of Georgia, Augusta, GA 30912-1255. Telephone: (706) 721-4558; Facsimile (706) 721-4571; E-mail: jpd@mcg.edu
.
MANUSCRIPT PREPARATION
To submit a manuscript, please follow the instructions below.
• Submit 1 typed, double-spaced manuscript with 1-inch margins. Also submit a CD with a label identifying the computer system and word processing
program used. CD format is preferred.
• Manuscripts should not exceed 10 to 12 pages (excluding references, legends, and tables). All pages must be numbered. The text must conform to
acceptable English usage.
• Use generic drug names (trade names may be listed in parentheses at point of first mention).
• Use a generic term to describe a product, then provide the product trade name, manufacturer, city, and state/country in parentheses following the
generic term.
• Authors must use current dental nomenclature. Consult the 8th edition of The Glossary of Prosthodontic Terms for accepted terminology. This can be
downloaded free of charge on the Elsevier Web site: www.journals.elsevierhealth.com/periodicals/ympr/home
.
• Identify teeth by name (e.g., maxillary right central incisor) rather than by number.
• The primary author must justify the number of authors if the list exceeds four.
Title page:
• No abbreviations should be used in the title. The title should be as concise as possible and yet define the study's scope, content, and clinical
significance.
• Include each author's full name, title, academic degrees(s), institutional affiliation(s), and location(s).
• If the manuscript was presented before an organized group, specify the name of the organization, the location, and inclusive dates of the event at
which the manuscript was presented.
• List any grant or other financial support by citing the name of the supporting organization and/or the grant number.
• List the mailing address, business and home telephone numbers, fax number, and e-mail address of the author who will receive correspondence.
Abstract:
• A structured abstract is required for all research articles. It should include the following sections: (1) statement of the problem, (2) purpose of
study, (3) material and methods, (4) results, (5) conclusion, and (6) clinical implications. The abstract should be limited to 250 words and typed
double-spaced on a separate page. It should contain no abbreviations.
• Tip articles do not require abstracts. The abstract of a clinical report or a dental technique article should summarize the article and the procedure's
advantages in one brief paragraph.
Text - types of articles:
• Articles in the Journal can be classified as follows: clinical reports, research studies, technical procedures, systematic reviews, articles on other
professional subjects, and tips. All submissions are evaluated by peer review.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
56
• All research manuscripts must include a brief statement of the clinical significance of the material presented.
• The clinical report (1) describes the author's methods for meeting a patient treatment challenge, (2) makes appropriate reference to other treatment
methods considered and provides a rationale for the selection of the chosen method, and (3) includes a brief summary. It should be no longer than 4-5
pages and accompanied by no more than 8 quality descriptive illustrations. Please note: The Editor may approve the publication of additional figures if
they significantly contribute to the value of the article.
• The research report (1) clearly states the problem and objective of the research in the form of a research hypothesis, (2) summarizes relevant
literature in the introduction, (3) identifies the limitations of the study, (4) describes the research method so that it can be duplicated and judged for
validity, (5) reports the results accurately and briefly, (6) provides a discussion of the findings, and (7) lists the conclusions that may be drawn from the
research.
• The technical procedure (1) states the objective of the technique, (2) describes the procedure, (3) makes appropriate reference to alternate
techniques, (4) discusses the advantages and disadvantages of the technique presented, and (5) is written in a step-by-step "cookbook" manner. The
technique section must be in command form.
• The systematic review accurately records the sequence of development of a particular phase of dentistry, and provides documentation by
references. The Journal is transitioning away from literature reviews to systematic reviews. The systematic review should be developed in the
Cochrane style and format. For more information on systematic reviews, please see www.cochrane.org
. An example of a systematic review in the
Journal is
Fitzpatrick B. Standard of care for the edentulous mandible: a systematic review. J Prosthet Dent 2006 Jan;95(1):71-8.
Briefly, the systematic review consists of the following:
An abstract - using a structured format.
The text of the review - consisting of an introduction (background and objective), methods (selection criteria, search methods, data collection, and
data analysis), results (description of studies, methodological quality, and results of analyses), discussion, authors' conclusions, acknowledgments,
and conflicts of interest.
Tables and figures, if necessary showing characteristics of the included studies, specification of the interventions that were compared, the results of
the included studies, a log of the studies that were excluded, and additional tables and figures relevant to the review.
• Tips from our readers are reports of helpful or timesaving procedures. They should be limited to 2 authors, no longer than 250 words, and
accompanied by no more than 2 illustrations. The procedure section must be in command form.
References:
• References must be identified in the text by superscript Arabic numbers and numbered in the order that they are cited in the text.
• All references, except those requiring discussion of new evidence-based information resulting from the study at hand, should be cited in the
introduction and/or material and methods section(s).
• Manuscripts in preparation, personal communications, and other unpublished information are NOT cited in the reference list. A personal
communication may be cited within the text in parentheses, and should include the name of the person contacted, his/her highest academic degree,
whether the communication was oral or written, and the date of the communication.
• Abstracts are considered unpublished observations and are not allowed as references.
• Reference to foreign language publications should be kept to a minimum (no more than 3). They are permitted only when the original text has been
translated into English. The English translation should be used and the original language noted in brackets.
• The reference list should appear at the end of the article and be in numeric sequence. Only references cited in the text should appear in the list. The
format should conform to that set forth in "Uniform Requirements for Manuscripts Submitted to the Biomedical Journals" (www.icmje.org
). Journal titles
should conform to the abbreviations in the Cumulative Index Medicus.
• List up to six authors. If there are seven or more authors, add et al after the sixth author's name.
Examples of references
For journal articles: Jones ER, Smith IM, Doe JQ. Occlusion. J Prosthet Dent 1985;53:120-9.
For books: Zarb G, Bolender C, Eckert S, Jacob R, Fenton A, Mericske- Stern R. Prosthodontic treatment for edentulous patients. 12th ed. St. Louis: Mosby; 2004.
p. 312-23.
Tables:
• Tables be double spaced and include column heads, footnotes, and data. Any abbreviation used in a table should be explained in a footnote.
• Tables should be numbered, using Roman numerals, according to their order of mention in the text. Each table must be submitted on a separate
page. Omit border/dividing lines and shading.
• Each table should have a concise title that describes its content. Tables should be self-explanatory and supplement, NOT duplicate, the text or
accompanying illustrations.
• The tables should be submitted in Microsoft Word, WordPerfect, or RTF format. Microsoft Word is preferred. If a table has been prepared in Excel, it
should be inserted into one of the above-mentioned formats prior to submission.
• If a table or any data therein have been published previously, a footnote must give full credit to the original source (see Permissions).
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
57
Preparation of electronic images
Submitting your illustrations in electronic format allows more accurate and higher quality reproduction of your work. The following guidelines must be carefully
followed.
Tips for making high quality images:
• Use lowest (25 or 50) ISO setting. Avoid using Auto ISO.
• Use largest resolution possible (3072 x 2304).
• Use least amount of JPEG compression.
File type
• Electronic files should be submitted as TIFF files.
• Figures should not be submitted as Microsoft Word, Corel Draw, Harvard Graphics, PowerPoint, or other presentation software format.
• The figures should be submitted to the Journal on a CD-Rom.
File dimensions and size
• The figure dimensions must be a minimum of 4 x 6 inches. Four x 6 inches is the preferred size.
• The figures must be oriented correctly when submitted.
• Figures should be size-matched (the same physical size), unless the image type prohibits the size-matching of the figure to other figures within the
manuscript, as in the case of panoramic or periapical radiographos, SEM images, or graphs. Do not "label" the faces of the figures with letters or
numbers to indicate the order in which the figures should appear, as such labels will be inserted during the publication process.
• Clinical figures should be color balanced.
• The figures should be of professional quality and high resolution. The following guidelines with respect to resolution must be followed:
Color and black-and-white photographs should be created and saved at a minimum of 300 dots per inch (dpi). (Note: A 4 x 6-inch image at a resolution of 300 dpi
will be approximately 6 megabytes, in terms of file size.) A figure of less than 300 dpi must not be increased to 300 dpi; the resulting quality and resolution will be
poor.
Color images should be saved in the CMYK color space. Black and white images should be saved in the Grayscale color space.
Line art should be created and saved at 1200 dpi.
All images must be easily readable and have good contrast. Clarity and quality should be uniform among the parts of a multipart figure, and among all of the
figures within the manuscript.
A uniform background, preferably of a nontextured, medium blue, should be provided for color figures when possible.
• Line art and combination artwork is best created in native design format, such as EPS (Encapsulated Post-Script), Adobe Illustrator, InDesign, etc.,
but should be saved as TIFF (Tagged Image File Format) prior to submission to the Journal. Color and black-and-white photographs are best created
and saved as TIFF images. If a key to an illustration requires artwork (screen lines, dots, unusual symbols), the key should be incorporated into the
drawing rather than included in the typed legend. All symbols should be done professionally, be visible against the background, and be of legible
proportion should the illustration be reduced for publication. If text is to appear in the figures, both labeled and unlabeled versions of the figures must
be submitted. The text appearing within the labeled figures must be in Arial font. The text should be sized to be easily read if the figure is reduced in
size when reproduced in the Journal. It is recommended that text no smaller than 10 point be used. Lettering should be in proportion to the drawing,
graph, or photograph. A consistent font size should be used throughout each figure, and for all figures, to ensure readability and professional
appearance. Please note: Titles and legends should not appear within the figure file, but should be provided in the manuscript text (see "Figure
legends," below).
• All microscopic photographs must have a measurement bar and unit of measurement on the image.
• Color illustrations may be submitted when their use considerably enhances the value of the manuscript. The Editor has final authority to determine
whether color illustrations provide the most effective presentation.
• Generally, a maximum of 8 figures will be accepted for clinical reports and dental technique articles, and 2 figures will be accepted for tips from
our readers articles. However, the Editor may approve the publication of additional figures if they contribute significantly to the manuscript.
File naming
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
58
• Each figure must be numbered according to its position the text (Figure 1, Figure 2, and so on), using Arabic numerals. The electronic image files
must be named so that the figure number and format can be easily identified. For example, a Figure 1 in TIFF format should be named fig1. tif.
Multipart figures must be clearly identifiable by the file names: fig1A. tif, fig1B.tif, fig1C.tif, etc.
Figure legends:
• The figure legends should appear within the text of the manuscript, on a separate page following the references and tables, and should appear under
the heading "LEGENDS." If an illustration is taken from previously published material, the legend must give full credit to the source (see Permissions).
Authors are obligated to disclose whether illustrations have been modified in any way.
Graphs
• The fill for bar graphs should be distinctive and solid; shading and patterns should be avoided. Thick, solid lines should be used, and bold, solid
lettering. Times New Roman font is preferred. Place lettering on white background and avoid reverse type (white lettering on a dark background). The
Journal reserves the right to standardize the format of graphs and tables.
Permissions:
• Permissions must be obtained for direct quotations, tables, and illustrations that have appeared in copyrighted material. The author must provide a
copy of written permission for their use from the copyright owner and original author along with complete information about the source.
• When photographs of identifiable persons are used, said persons must sign a release consent.
REVIEW PROCESS FOR PUBLICATION
• Manuscripts are reviewed by the Editor, editorial staff, and one or more of the following: Associate Editor, Assistant Editors, consultants, and/ or
reviewers. If a conflict of opinion arises, an additional reviewer or special consultant will be asked to serve as an adjudicator. Qualified statisticians
review all studies that draw conclusions from statistical evidence.
• Articles accepted for publication are subject to editorial revision. The Publisher and Editor's office reserve the right to edit all manuscripts to fit the
space available and to ensure conciseness, clarity, and style consistency.
• Three guidelines to assist authors are available on the Journal web site, www.journals.elsevierhealth.com/periodicals/ympr/home
: "Guidelines for
Preparing Articles for The Journal of Prosthetic Dentistry," "Guidelines for Reporting Statistical Results," and "An Author's Guide to Controlling the
Photograph."
AUTHOR'S IDENTITY WITH COMMERCIAL PRODUCTS
• Authors who submit manuscripts for possible publication may not directly or indirectly advertise equipment, instruments, or products with which they
have personal identity. Statements and opinions expressed in the articles and communications therein are those of the author(s) and not necessarily
those of the Editor(s) or Publisher. The Editor(s) and Publisher disclaim any responsibility or liability for such material. Neither the Editor(s) nor the
Publisher guarantees, warrants, or endorses any product or service advertised in this publication; nor do they guarantee any claim made by the
manufacturer of such product or service. Authors must disclose any financial interest that they may have in products mentioned in their
articles and any compensation that they will receive from a commercial company upon publication of an article.
COPYRIGHT TRANSFER/IRB APPROVAL/HIPAA COMPLIANCE STATEMENT
In accordance with the Copyright Act of 1976, each author must complete and sign a separate copy of the Copyright Transfer/IRB Approval/HIPAA
Compliance Statement appearing on the last page of this section. This page may be copied and completed, or the statement can be accessed as a PDF form
on the Journal Web site (www.journals.elsevierhealth.com/periodicals/ympr/home
). All statements should be mailed or faxed to the Editorial Office at the following
address: Editorial Office, The Journal of Prosthetic Dentistry, Medical College of Georgia School of Dentistry, 1120 15th St., AD-2943, Augusta, GA 30912-1255;
fax: (706)721-4571.
OFFPRINTS AND CUSTOM REPRINTS
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
59
As of July 2007, complimentary author reprints will no longer be provided. Because of the extremely high cost of preparing color articles, author reprints for articles
with color illustrations must be prepared as overprints (overrun pages). Order forms will be sent to the corresponding author so that offprints can be ordered before
the month of publication.
• Custom reprints are prepared after publication, do not contain any pages from preceding or following articles, and must be ordered directly through
Sauers Group, Inc. Send requests to Brandt Haney, 1585 Roadhaven Drive, Stone Mountain, GA 30083-1315. Telephone (770) 621-8857. E-mail:
brandt.haney@sauersgroup.com
. Only articles published after May 2007 are available through Sauers.
• For reprints of articles published prior to June 2007, contact the Commercial Reprints Department, Elsevier Inc, 360 Park Avenue South, New York,
NY 10010-1710. Fax: (212) 462-1935; e-mail: [email protected]
. Reprints of single articles available online may be obtained by purchasing Pay-
Per-View access for $32 per article on the www.journals.elsevierhealth.com/periodicals/ympr/home
.
Checklist for Initial Submission
The following materials should be included with the original submission, which must be sent to the Editorial Office by mail.
• Letter of submission
• Copyright Transfer/IRB Approval/HIPAA Compliance Statement signed by each author
• Original manuscript (typed and double-spaced), which includes:
• Title page (title of article; full names and academic degrees/affiliations of authors; name, address, telephone and fax numbers, and e-mail of
corresponding author)
• Abstract
• Article proper
• References (on separate page)
• Tables (on separate pages)
• Legends for figures
• Illustrations
• Permission to reproduce previously published material
• Informed consent for patient photographs
• CD containing electronic files of manuscript contents
• Copyright Transfer/IRB Approval/HIPAA Compliance Statement
Updated September 2008
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
60
ANEXO B – Artigo em Inglês, nas normas da revista.
Platform switching: biomechanical evaluation using three-dimensional finite element
analysis
Lucas Fernando Tabata, DDS, MSc
a
, Wirley Gonçalves Assunção, DDS, PhD
b
a
Postgraduate Student, Department of Dental Materials and Prosthodontics, Araçatuba
Dental School, São Paulo State University (UNESP), São Paulo, Brazil.
b
Associate Professor, Department of Dental Materials and Prosthodontics, Araçatuba
Dental School, São Paulo State University (UNESP), São Paulo, Brazil.
Correspondence author:
Wirley Gonçalves Assunção
Department of Dental Materials and Prosthodontics
Faculdade de Odontologia de Araçatuba – UNESP
José Bonifácio St., 1193, Araçatuba, São Paulo
Brazil 16015-050
Fax: (55)-18-3636-3245
Phone: (55)-18-3636-3335
E-mail:
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
61
Statement of problem. After implant insertion and loading, crestal bone usually
undergoes remodeling and resorption during the first year following prosthetic
restoration. It has been reported that the platform switching seems to reduce or
eliminate the expected postrestoration crestal bone remodeling, although the
mechanisms responsible for this process are not yet clearly drawn.
Purpose. The objective of this study was to evaluate the stress distribution in peri-
implant bone tissue, implants and prosthetic components of single crown implants-
supported with the use of platform switching concept, using three-dimensional Finite
Element Analysis (3D- FEA).
Material and methods. Two 3D finite element models reproduced a external hexagonal
implant system with peri-implant bone tissue, in which a regular matching diameter
connection of abutment-implant (Regular Platform group - RPG) and a platform
switching connection (Platform Switching group - PSG) were simulated. A regular
implant (prosthetic platform of 4.1mm) and a wide implant (prosthetic platform of
5.0mm) were used to represent the RPG and PSG, respectively, in which a regular
prosthetic component of 4.1mm was connected to represent the crown. A load of 100N
was applied on the models using ANSYS software.
Results. PSG diminished the stress concentration at the implant when compared to
RPG by altering the stress distribution at the prosthetic platform of the implant, which
results in a decrease of stress into the screw and supporting bone and an increase of
stress in the crown.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
62
Conclusions. platform switching improved biomechanically the stress distribution in
peri-implant bone tissue of implant system, which might result in a reduced marginal
bone loss. The use of mismatching prosthetic components in relation to the implant
prosthetic platform diameter seems to decrease stress concentration at implant and
screw, which might represent less clinical complications.
Keywords: dental implants, platform switching, implant supported prosthesis, finite
element analysis, stress distribution, crestal bone loss.
Clinical Implications. The use of platform switching concept decreased the stress
concentration at the peri-implant bone tissue, which might result in a reduced marginal
bone loss. The decreased stress concentration at the screw and implant might diminish
clinical complications as screw loosening or fracture, implant fracture or
osseointegration failure.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
63
INTRODUCTION
Since the introduction of osseointegration, new alternatives of prosthetic
treatment were available to patients based on the placement of endosseous titanium
implants in edentulous areas. The replacement of missing teeth by means of implants
has become a predictable treatment modality for both complete and partial edentulous
patients.
1,2,3,4
Ten-year surveys of fixed prostheses on natural teeth reveal a survival
rate of approximately 75%.
5
In contrast, success rates for endosseous implants have
been shown to be greater than 90%.
6,7,8
As these success rates have been achieved,
treatment options have expanded to include immediate and early delayed implant
placement and loading after tooth extraction. However conventional 2-step surgical and
delayed loading techniques are still more relevant.
9,10
One aspect of implant therapy that can be most challenging is the placement and
subsequent restoration in the esthetic zone,
6
in which the level of peri-implant bone
support and the soft tissue dimensions are factors suggested to be critical for the
esthetic outcome.
11
Numerous techniques within surgical hard-tissue and soft-tissue
management are available today to assist in achieving an ideal aesthetic treatment
result. The current view is that the long-term preservation of healthy peri-implant tissues
is of primary importance for ensuring function and esthetics over an extended period.
12
Nevertheless, after implant insertion and loading, crestal bone usually undergoes
remodeling and resorption during the first year following prosthetic restoration in
implants.
12,13
Radiographic observation have shown that after abutment connection,
remodeling of bone takes place, which is manifested in diminished bone dimensions,
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
64
both horizontally (1,3 to 1,4mm)
10,14
and vertically (1,5 to 2mm), at the facial aspect of
the implant. This crestal bone loss generally coincides with the level of the first thread
of the implants
11
and can jeopardize the treatment outcome, especially in aesthetic
cases in which facial soft tissue deficiencies create a crown that appears longer than
desired,
6
since the gingival papillae support depends on the crestal bone level
underneath.
10
It is also critical in areas where short implants are used,
12
especially in the
posterior region of the mandible, due to the presence of the mandibular canal, generally
associated with the alveolar ridge atrophy after tooth extraction, resulting in a small
amount of bone volume, in which the use of short implants are the only alternative. In
areas like this, any bone resorption would represent a decrease of bone to implant
contact surface that could lead to implant or osseointegration failure.
The factors involved in the mechanisms of the bone resorption and deposition
around dental implants are not yet completely known
15
and several theories try to
explain the changes observed in crestal bone height following implant restoration.
16,17
The establishment of a biologic width,
12,18,19,20,21
the location of the inflammatory cell
infiltrate,
17,22
the distance of implant-abutment junction (IAJ) from crestal,
21,23,24
gingival
biotype
25
and stress concentration due to occlusal loading
7,15,26-36
are some of those
hypothesis.
12
It has been reported that the platform switching (PS) seems to reduce or
eliminate the expected postrestoration crestal bone remodeling.
4,6,10,13,17,36,37
The
concept of platform switching presented by Lazzara & Porter (2006) consists in the
placement of smaller-diameter prosthetic components on wider-diameter implants and
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
65
was based on a description of radiographic observations made over a 13-year period.
These observations suggests that the resulting postrestorative biologic process can be
altered when the outer edge of the implant-abutment interface is horizontally
repositioned inwardly and away from the outer edge of the implant platform.
6,10,11,17,37
The results of histomorphometric studies indicate that PS can protect the peri-implant
mineralized tissue and prevent bone resorption, since it was verified the presence of
cortical bone around the implant shoulder in PS configuration
13
and also that PS limited
the apical down-growth of the epithelium barrier.
4
The ability to reduce or eliminate crestal bone loss would be a major
achievement in implant dentistry. Clinical benefits such as superior esthetics, better
bone-to-implant contact, and improved primary stability, could be obtained with platform
switching.
37
So, the objective of this study was to evaluate the stress distribution in peri-
implant bone tissue, implants and prosthetic components of single crown implants-
supported with the use of platform switching concept, using three dimensional Finite
Element Analysis (3D- FEA).
MATERIALS AND METHODS
A regular matching diameter connection of abutment-implant (Regular Platform
group - RPG) and a platform switching connection (Platform Switching group - PSG)
were simulated by two 3D finite element models that reproduced a external hexagonal
implant system with peri-implant bone tissue. A regular implant (prosthetic platform of
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
66
4.1mm and 10.0mm in length) (SIN, Implant Systems, Sao Paulo, SP, Brazil) and a
wide implant (prosthetic platform of 5.0mm and 10.0mm in length) (SIN, Implant
Systems, Sao Paulo, SP, Brazil) were used to represent the RPG and PSG,
respectively, in which a regular prosthetic component (UCLA) of 4.1mm (SIN, Implant
Systems, Sao Paulo, SP, Brazil) was connected to represent the crown (Figure 1).
Model Design
The 3D modeling was performed in SolidWorks software (SolidWorks
Corporation, MA, USA). The crown was modeled with dimension of 8mm in height and
8mm in the major diameter.
38
The peri-implant bone tissue model assumed 16mm in
height, 11mm in width, cortical bone at the crestal region with 1,3mm in thickness and
trabecular bone with 13,4mm in height.
39
The models were then imported into the finite
element software (Ansys WorkBench 11, Swanson Anlysis System, Houston, Pa, USA),
in which the mechanical properties were determined for all structures of the models, the
finite element mesh were generated and the load applied to evaluate stress distribution.
Interface Conditions, Constrains and Loading
The implant was rigidly anchored in the bone model along its entire interface. The
same type of contact was provided at the prosthesis-abutment interface. Every material
was assumed to be homogeneous and isotropic.
34
Mechanical properties of the
materials were taken from the literature
40,41,42
(Table 1). Boundary conditions were
modeled to fix the inferior region of bone tissue and also the mesial and distal faces of
the mandibular section.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
67
To assess the stress distribution into the peri-implant bone tissue, the implants
and the prosthetic components, a vertical 100N load
43
was applied on the vestibular
side of the occlusal surface of the crown.
Elements and Nodes
The finite element mesh was generated with tetrahedral elements of 0.5mm. The
final models had a total number of 158,596 nodes and 89,158 elements for the Regular
Platform model and 145,212 nodes and 80,766 elements for the Platform Switching
model (Figure 2).
After pre-processing of finite element analysis, numerical data produced color
graphics for better comparison of the models. The obtained data was evaluated
according to Equivalent Stress (von Mises), Maximum (tensile) and Minimum Principal
Stress (compressive).
RESULTS
Stress distribution in the models
The processed data obtained from Finite Element software provided stress maps
with a colorful scale in which is possible to compare the stress distribution in the
different structures of both models (peri-implant bone tissue, implants, screw and
prosthesis). The values of the maps scales were standardized for better qualitative
(visual) comparison (Figure 3), and stress measures were presented in graphics for
Equivalent Stress (von Mises), Maximum (tensile) and Minimum Principal Stress
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
68
(compressive) (Figures 4 and 5) for better quantitative comparison of stress
concentration among the structures of the models.
The stress concentration was located under the applied load side of the models.
The implants presented the highest stress measurements in relation to the other
structures of the models. Analyzing the graphics for Equivalent Stress and Principal
Stress, the dispersion of von Mises (σ
VM
), Maximum (σ
T
) and Minimum stress (σ
C
) were
similar, in which the use of platform switching produced a decrease of stress
concentration for bone tissue, implant and screw and an increase of stress
concentration for the prosthesis.
Stress distribution on peri-implant bone tissue
When analyzing peri-implant bone tissue, the highest stress values were
concentrated at the cortical bone. When comparing the pattern of stress distribution
between the models, it is possible to observe that the stress distribution of RPG was
done over a wider area at the peri-implant bone tissue with a higher stress
concentration, while the PSG diminished the stress distribution and concentration
(Figure 6).
Stress distribution on implants and prosthetic components
Stress measurements were higher at the implants when compared with bone
tissue, screw and prosthesis for both models. When comparing the stress distribution at
the implants, it was possible to observe that for RPG model the stress concentration
presented higher measurements and was located in the outer edge of the prosthetic
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
69
platform at the cortical bone level and also at the implant neck. PSG presented less
stress measurements and stress concentration was located inwardly over the prosthetic
platform, away from the outer edge.
For the retention screw, the stress was concentrated along the threads and neck
for both models, in which tensile stress was higher than compressive stress. RPG also
presented higher stress measurements for retention screw when compared with PSG.
For the prosthesis, PSG presented higher stress values in which the stress was
concentrated at the bottom part of the crown, at the interface with the prosthetic
platform of the implant. (Figures 7 and 8).
DISCUSSION
This study aimed to evaluate the stress distribution on peri-implant bone tissue
and also in the implants and prosthetic components of single-tooth restoration over
implants, testing the concept of platform switching and its possible effects on crestal
bone loss through a biomechanical approach.
In spite of the fact that solutions arising from numerical methods must always be
carefully evaluated in the light of experimental testing, it seems reasonable to exploit
this approach for the possibility of evaluating data that are experimentally not
measurable, such as strain or stress in the bone tissue, thus completing and extending
information obtained from in vivo and in vitro tests. The development of numerical
models makes it possible to evaluate the mechanical behavior of the bone-implant
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
70
compound by estimating fundamental variables, such as strain and stress in the bone
tissue and also to investigate a large number of operational conditions.
43
However, the border between the mechanical environment that leads to implant
failure and that under which bone adapts through bone resorption is not yet clearly
drawn.
34
Even though, the models are definitely useful for a preliminary interpretation of
implant-abutment interaction.
43
Several theories exist as to the reason for the observed changes in crestal bone
height following implant restoration
17
however, this is not yet clarified.
36
These crestal
bone levels are dependent on the location of the IAJ in relation to the bone crest,
37
since it was demonstrated that when the IAJ is positioned deeper within the bone, the
resulting loss of crestal bone height increases.
13,21
The reason for the reaction to the
presence of a microgap is not known, but it could be related to the presence of a
bacterial contamination at the implant-abutment interface or to micromovements of the
implant abutment interface. These hollow spaces can be a trap for bacteria, which might
cause inflammation in the peri-implant soft tissues.
33
The inward movement of the IAJ in the PS configuration also shifts the
inflammatory cell infiltrate inward and away from crestal bone. This limits bone
resorption around the coronal aspect of the implant.
10
It has also been reported in the literature that crestal bone resorption is related to
overload and to damage of the supporting interfacial bone.
15
Excessive load can trigger
bone resorption due to the production of bone microdamage with the creation of
craterlike bone defects lateral to the implants.
33
This microdamage to the bone tissue
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
71
can also be initiated by stress concentration and stress shielding at the implant
neck.
27,34,35
When analyzing the obtained data, the findings in the present study were partially
in agreement with those in the literature since it was possible to observe two interesting
things. The first one was that the PSG decreased the amount of stress value and also
the stress distribution over the peri-implant bone tissue (Figure 6) in comparison to
RPG. The second observation was that the stress concentration on the implants over
the prosthetic platform, was shifted inwardly away from the bone surface (Figure 7).
Same results were found for the implants by Maeda et al (2007) that evaluated the
biomechanical advantages of PS using different diameter dimensions of abutments for
regular implants.
This difference in stress distribution could probably be the biomechanical
explanation on why platform switching seems to reduce or eliminate the expected
postrestoration crestal bone remodeling, observed in the clinical studies.
6,10,11,17,37
With
the use of a wider implant in the PSG, a lower incidence of stress was found, that was
also concentrated away from the peri-implant bone surface (Figures 4, 5 and 7). This
resulted on a lower concentration of stress in peri-implant bone tissue (Figures 4, 5 and
6), what would cause less microdamage in the bone resulting in a minimal crestal bone
loss.
Another possible reason to explain the efficacy of the PS configuration is also
based on the distance between the bone surfaces to the stress-concentrated area on
the implant surface (Figure 7). As microorganisms are likely to move toward the high-
energy area or by the mechanism such as interface micromovements that allow the
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
72
microorganism move that area, it is advantageous to have a large distance between the
stress concentration area and bone surface.
33,36
In relation to retention screw, it was observed that stress concentration was
located at the neck and through the threads of the screw (Figure 8). Analyzing the
graphics it was verified that tensile stress was higher than compressive, being higher for
RPG than PSG (Figures 4 and 5). Maeda et al. (2007) stated that a increase of stress
may cause problems such as abutment screw deformation if over the elastic limit.
However, these authors found higher values for PS configuration differently from the
results of the present study. Such difference may rely on the design of the retention
screw and the abutment, that in the study of Maeda et al. (2007) were represented as a
single structure, not allowing the separated evaluation of each prosthetic components
(Figures 7 and 8). Another important factor that might lead to different results was that
the threads of the implants and the screw were represented only in the present study,
which have a main role in the maintaining the load-bearing capacity of implants.
43
Clinically, the decreased stress concentration at the screw with platform switching is
mechanically advantageous, because it could represent a fewer number of
complications in implant-supported prosthesis, as screw loosening or fracture.
When analyzing the stress maps for prosthesis, it was verified that the amount of
stress in the PSG was higher for the crown, when comparing with RPG. The stress
concentration at the crowns was located at the bottom part of the abutment, in the
contact surface that fits the prosthetic platform of the implant (Figures 4, 5 and 7) . The
use of a wider implant would offer greater resistance and lower stress distribution to
bone tissue resulting in higher stress for PSG due to the implant thickness. The
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
73
increased stress concentration may not lead to a mechanical complication since the
stress measurements verified (σ
VM
= 67.9MPa, σ
T
= 50.7MPa, σ
C
= 86.6MPa) were
lower than the yield strength of the Co-Cr alloy (552 to 1034MPa),
40
used in the super-
structure of the crown.
Nevertheless, as consequence of the load application, implants must be capable
of transferring the action induced to the peri-implant bone tissue, thus ensuring the
bearing capacity of the system.
43
The functionality of fixed prostheses requires the
respect of strength limits for implants and prosthetic components,
43
but also further
mechanical requirements must be retained with reference to bone tissue as a material
that must support the loads effects.
43
In this way, the PS configuration seems to
improve the load transmission to implant , screw and peri-implant bone tissue.
Bozkaya et al. (2004) evaluated the load transfer characteristics of 5 different
implant systems in compact bone and established a criterion to evaluate bone overload
based on the ultimate stress of the cortical bone, which has been reported to be higher
in compression (170MPa) than in tension (100MPa). The stress concentration in both
groups were below the ultimate stress, being higher for RPG (σ
C
= 54,9MPa and σ
T
=
13,6MPa) than PSG (σ
C
= 20,3MPa and σ
T
= 5,44MPa). These obtained data seems to
be clinically relevant since Cullinane and Einhorn (2002) stated that even loads below
the ultimate stress can cause bone failure, as in the case of fatigue failures, in which the
microdamage of the bone can no longer be repaired.
However, there is still lack of information in defining the mechanical properties of
the bone tissue with regard to the time-dependent process of structural re-arrangement
according to permanent mechano-biological stimuli.
43
The operational relevance and the
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
74
reliability of numerical methods in defining the biomechanics of dental implants and to
confirm the necessity of an integrated clinical-mechanical approach must be pointed out
for a deeper insight to this field research.
43
Other FEA studies with wide implants associated with different diameter of
prosthetic components (regular and wide) must be done to evaluate the influence and
effect of a wider implant in stress distribution. Besides that, the development animal
experiments and longitudinal clinical trials are also necessary to validate these
biomechanical findings.
CONCLUSION
Based on the obtained data and within the limitations of this study, the following
conclusions were draw:
• Platform switching improved biomechanically the stress distribution in peri-
implant bone tissue of implant system, which might result in a reduced marginal
bone loss.
• The use of mismatching prosthetic components in relation to the implant
prosthetic platform diameter seems to decrease stress concentration at implant
and screw, which might represent less clinical complications, as screw loosening
or fracture, implant fracture or osseointegration failure.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
75
REFERENCES
1. Jemt T, Chai J, Harnett J, Heath MR, Hutton JE, Johns RB, et al. A 5-year prospective
multicenter follow-up report on overdentures supported by osseointegrated implant. Int J Oral
Maxillofac Implants 1996;11:291-8.
2. Lindquist LW, Carlsson GE, Jemt T. A prospective 15-year follow-up study of mandibular
fixed prostheses supported by osseointegrated implants. Clin Oral Implants Res 1996;7:329-36.
3. Buser D, Mericske-Stern R, Bernard JP, Behneke A, Behnele N, Belser UC, et al. Long-term
evaluation of non-submerged ITI implants. Part 1: 8-year life table analysis of a porspective
multi-center study with 2359 implants. Clin Oral Implants Res 1997;8:161-72.
4. Becker J, Ferrari D, Herten M, Kirsch A, Schaer A, Schwarz F. Influence of platform
switching on crestal bone changes at non-submerged titanium implants: a histomorphometrical
study in dogs. J Clin Periodontol 2007;34:1089-96.
5. Walton JN, Gardner FM, Agar JR. A survey of crown and fixed partial denture failures:
length of service and reasons for replacement. J Prosthet Dent 1986;56:416-21.
6. Gardner DM. Platform switching as a means to achieving implant esthetics. N Y State Dent
J 2005;71:34-7.
7. Adell R. Clinical results of osseointegrated implants supporting fixed prostheses in
edentulous jaws. J Prosthet Dent 1983;50:251-4.
8. Albrektsson T, Jansson T, Lekholm U. Osseointegrated dental implants. Dent Clin North Am
1986;30:151-74.
9. Bozkaya D, Muftu S, Muftu A. Evaluation of load transfer characteristics of five different
implants in compact bone at different load levels by finite element analysis. J Prosthet Dent
2004;92:523-30.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
76
10. Guirado JLC, Yuguero MRS, Zamora GP, Barrio EM. Immediate provisionalization on a new
implant design for esthetic restoration and preserving crestal bone. Implant Dent 2007;16:155-
64.
11. Cardaropoli G, Lekholm U, Wennström JL. Tissue alterations at implant-supported single-
tooth replacements: a 1-year prospective clinical study. Clin Oral Implants Res 2006;17:165-71.
12. Hermann F, Lerner H, Palti A. Factors influencing the preservation of the periimplant
marginal bone. Implant Dent 2007;16:165-75.
13. Degidi M, Iezzi G, Scarano A, Piattelli A. Immediately loaded titanium implant with a tissue-
stabilizing/maintaining design ('beyond platform switch') retrieved from man after 4 weeks: a
histological and histomorphometrical evaluation. A case report. Clin Oral Implants Res
2008;19:276-82.
14. Tarnow DP, Cho SC, Wallace SS. The effect of inter-implant distance on the height of inter-
implant bone crest. J Periodontol 200;71:546-9.
15. Hoshaw SJ, Brunski JB, Cochran GVB. Mechanical loading of Branemark implants affects
interfacial bone modeling and remodeling. Int J Oral Maxillofac Implants 1994;9:345-60.
16. Cullinane DM, Einhorn TA. Biomechanics of bone. In: Bilezkian, J.P., Raisz, L.G., Gideon,
A.R., eds. Principles of bone biology. 2
nd
ed. vol I. San Diego: Academic Press; 2002. p. 17-32
17. Lazzara RJ, Porter SS. Platform switching: a new concept in implant dentistry for controlling
postrestorative crestal bone levels. Int J Periodontics Restorative Dent 2006;26:9-17.
18. Ericsson I, Persson LG, Berglundh T, Marinello CP, Lindhe J, Klinge B. Different types of
inflammatory reactions in peri-implant soft tissues. J Clin Periodontol 1995;22:255-61.
19. Berglundh T, Lindhe J. Dimension of the periimplant mucosa. Biological width revisited. J
Clin Periodontol 1996;23: 971-73.
20. Cochran DL, Hermann JS, Schenk RK, Higginbottom FL, Buser D. Biologic width around
titanium implants. A histometric analysis of the implanto-gingival junction around unloaded and
loaded nonsubmerged implants in the canine mandible. J Periodontol 1997;68:186-98.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
77
21. Hermann JS, Cochran DL, Nummikoski PV, Buser D. Crestal Bone changes around titanium
implants: a radigraphic evaluation of unloaded nunsubmerged and submerged implants in the
canine mandible. J Periodontol 1997;68:1117-30.
22. Abrahamsson I, Berglundh T, Lindhe J. Soft tissue response to plaque formation at different
implant systems. A comparative study in the dog. Clin Oral implants Res 1998;9:73-9.
23. Hermann JS, Schofield JD, Schenk RK, Buser D, Cochran DL. Influence of the size of the
microgap on crestal bone changes around titanium implants. A histometric evaluation of
unloaded non-submerged implants in the canine mandible. J Periodontol 2001;72:1372-83.
24. Chou CT, Morris HF, Ochi S, Walker L, DesRosiers D. AICRG, Part II: Crestal bone loss
associated with the Ankylos implant: loading to 36 months. J Oral Implantol 2004;30:134-43.
25. Evans CD, Chen ST. Esthetic outcomes of immediate implant placements. Clin Oral
Implants Res 2008;19:73-80.
26. Pilliar RM, Deporter DA, Watson PA, Valiquette N. Dental implant design--effect on bone
remodeling. J Biomed Mater Res 1991;25:467-83.
27. Bidez MW, Misch CE. Issues in bone mechanics related to oral implants. Implant Dent
1992;1:289-94.
28. Barbier L, Schepers E. Adaptive bone remodeling around oral implants under axial and
nonaxial loading conditions in the dog mandible. Int J Oral Maxillofac Implants 1997;12:215-23.
29. Wiskott HW, Belser UC. Lack of integration of smooth titanium surfaces: a working
hypothesis based on strains generated in the surrounding bone. Clin Oral Implants Res
1999;10:429-44.
30. Gotfredsen K, Berglundh T, Lindhe J. Bone reactions adjacent to titanium implants
subjected to static load of different duration. A study in the dog (III). Clin Oral Implants Res
2001;12:552-8.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
78
31. Misch CE, Bidez MW, Sharawy M. A bioengineered implant for a predetermined bone
cellular response to loading forces. A literature review and case report. J Periodontol
2001;72:1276-1286.
32. Duyck J, Ronald HJ, Van Oosterwyck H, Naert I, Vander Sloten, Ellingsen JE. The influence
of static and dynamic loading on marginal bone reactions around osseointegrated implants: an
animal experimental study. Clin Oral Implants Res 2001;12:207-18.
33. Assenza B, Scarano A, Petrone G, Iezzi G, Thams U, San Roman F, Piattelli A. Crestal
bone remodeling in loaded and unloaded implants and the microgap: a histologic study. Implant
Dent 2003;12:235-41.
34. Kitamura E, Stegaroiu R, Nomura S, Miyakawa O. Biomechanical aspects of marginal bone
resorption around osseointegrated implants: considerations based on a three-dimensional finite
element analysis. Clin Oral Implants Res 2004;15:401-12.
35. Misch CE, Wang HL, Misch CM, Sharawy M, Lemons J, Judy KW. Rationale for the
application of immediate load in implant dentistry: part II. Implant Dent 2004;13:310-21.
36. Maeda Y, Miura J, Taki I, Sogo M. Biomechanical analysis on platform switching: is there
any biomechanical rationale? Clin Oral Implants Res 2007;18:581-4.
37. Hürzeler M, Fickl S, Zuhr O, Wachtel H. Peri-Implant Bone Level Around Implants With
Platform-Switched Abutments: Preliminary Data From a Prospective Study. J Oral Maxillofac
Surg 2007;65:33-9.
38. Binon PP. The effect of implant/abutment hexagonal misfit on screw joint stability. Int J
Prosthodont 1996;9:149-60.
39. van Staden RC, Guan H, Johnson NW, Loo Y-C, Meredith N. Step-wise analysis of the
dental implant insertion process using finite element technique. Clin Oral Implants Res
2008;19:303-3.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
79
40. Sevimay M, Turhan F, Kiliçarslam MA, Eskitascioglu G. Three-dimensional finite element
analysis of the effect of different bone quality on stress distribution in an implant-supported
crown. JProsthet Dent 2005;93:227-34.
41. Sertgöz A, Güvener S. Finite element analysis of the effect of cantilever and implant length
on stress distribution in an implant-supported fixed prosthesis. J Prosthet Dent 1996;76:165-9.
42. Yi Y-J, Kelly JR. Effect of occlusal contact size on interfacial stresses and failure of a
bonded ceramic: FEA and monotonic loading analyses. Dent Mater 2008;24:403-9.
43. Natali AN, Pavan PG, Ruggero AL. Analysis of bone-implant interaction phenomena by
using a numerical approach. Clin Oral Implants Res 2006;17:67-74.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
80
REFERENCE LIST
TABLE
Table 1. Structures and materials properties used in the models.
FIGURES
Figure 1. Three-dimensional models of implant-abutment connection of RPG and PSG.
Figure 2. Frontal and oblique view of the finite element mesh of PSG (158,596 nodes
and 89,158 elements).
Figure 3. von Mises (σ
VM
) stress distribution for RPG and PSG models.
Figure 4. von Mises (σ
VM
) stress measures at bone tissue, implant, screw and
prosthesis for RPG and PSG models.
Figure 5. Maximum (σ
T
, tensile) and Minimum Principal (σ
C
, compressive) stress
measures at bone tissue, implant, screw and prosthesis for RPG and PSG models.
Figure 6. von Mises (σ
VM
) stress measures at bone tissue for RPG and PSG.
Figure 7. von Mises (σ
VM
) stress measures at the implants and prosthesis for RPG and
PSG.
Figure 8. von Mises (σ
VM
) stress measures at the screw for RPG and PSG.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
81
TABLE
Table 1. Structures and materials properties used in the models.
Materials
Young’s modulus
(GPA)
Poisson’s ratio References
Cortical bone 13.70 0.30 Sevimay et al., 2005
Trabecular bone 1.37 0.30 Sevimay et al., 2005
Titanium (Ti-6Al-4V) 103.40 0.35
Sertgoz and Gunever,
1996
Co-Cr alloy 218.00 0.33 Sevimay et al., 2005
Feldspathic porcelain
64.00 0.25 Yi and Kelly, 2008
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
82
FIGURES
Fig 1. Three-dimensional models of implant-abutment connection of RPG and PSG.
Fig 2. Frontal and oblique view of the finite element mesh of PSG (158,596 nodes and
89,158 elements).
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
83
Fig 3. von Mises (σ
VM
) stress distribution for RPG and PSG models.
Fig 4. von Mises (σ
VM
) stress measures at bone tissue, implant, screw and prosthesis
for RPG and PSG models.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
84
Fig 5. Maximum (σ
T
, tensile) and Minimum Principal (σ
C
, compressive) stress measures
at bone tissue, implant, screw and prosthesis for RPG and PSG models.
Fig 6. von Mises (σ
VM
) stress measures at bone tissue for RPG and PSG.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
85
Fig 7. von Mises (σ
VM
) stress measures at the implants and prosthesis for RPG and
PSG.
Fig 8. von Mises (σ
VM
) stress measures at the screw for RPG and PSG.
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
86
ANEXO C – Figuras adicionais.
Figura 9. Modelo 3D do implante do grupo PR. Malha de elementos finitos, tensões de
von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de compressão (σ
C
).
Figura 10. Modelo 3D do implante do grupo PS. Malha de elementos finitos, tensões
de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de compressão (σ
C
).
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
87
Figura 11. Modelo 3D do parafuso de retenção do grupo PR. Malha de elementos
finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de compressão
(σ
C
).
Figura 12. Modelo 3D do parafuso de retenção do grupo PS. Malha de elementos
finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de compressão
(σ
C
).
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
88
Figura 13. Modelo 3D do implante e da prótese do grupo PR. Malha de elementos
finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de compressão
(σ
C
).
Figura 14. Modelo 3D do implante do grupo PS. Malha de elementos finitos, tensões
de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de compressão (σ
C
).
Platform switching: avaliação biomecânica por meio do método de elementos finitos tridimensional
Tese de Doutorado – LUCAS FERNANDO TABATA
89
Figura 15. Modelo 3D do implante, da prótese e do osso cortical do grupo PR. Malha
de elementos finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de
compressão (σ
C
).
Figura 16. Modelo 3D do implante, da prótese e do osso cortical do grupo PS. Malha
de elementos finitos, tensões de von Mises (σ
VM
), tensões de tração (σ
T
) e tensões de
compressão (σ
C
).
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
Baixar livros de Administração
Baixar livros de Agronomia
Baixar livros de Arquitetura
Baixar livros de Artes
Baixar livros de Astronomia
Baixar livros de Biologia Geral
Baixar livros de Ciência da Computação
Baixar livros de Ciência da Informação
Baixar livros de Ciência Política
Baixar livros de Ciências da Saúde
Baixar livros de Comunicação
Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE
Baixar livros de Defesa civil
Baixar livros de Direito
Baixar livros de Direitos humanos
Baixar livros de Economia
Baixar livros de Economia Doméstica
Baixar livros de Educação
Baixar livros de Educação - Trânsito
Baixar livros de Educação Física
Baixar livros de Engenharia Aeroespacial
Baixar livros de Farmácia
Baixar livros de Filosofia
Baixar livros de Física
Baixar livros de Geociências
Baixar livros de Geografia
Baixar livros de História
Baixar livros de Línguas
Baixar livros de Literatura
Baixar livros de Literatura de Cordel
Baixar livros de Literatura Infantil
Baixar livros de Matemática
Baixar livros de Medicina
Baixar livros de Medicina Veterinária
Baixar livros de Meio Ambiente
Baixar livros de Meteorologia
Baixar Monografias e TCC
Baixar livros Multidisciplinar
Baixar livros de Música
Baixar livros de Psicologia
Baixar livros de Química
Baixar livros de Saúde Coletiva
Baixar livros de Serviço Social
Baixar livros de Sociologia
Baixar livros de Teologia
Baixar livros de Trabalho
Baixar livros de Turismo
