Aperfeiçoamento de sistema de implantes cônicos com conexão hexágono interno

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1 Aperfeiçoamento de sistema de implantes cônicos com conexão hexágono interno Improvement of tapered implants system with internal hexagon connection Michel Aislan Dantas SOARES 1, Vinicius Augusto PEREIRA 1, Gustavo PETRILLI 2, Fabio BEZERRA 3, Nelis Evangelista LUIZ 4 RESUMO A grande maioria dos implantes cônicos com conexão hexágono interno disponível no mercado, atualmente dispõe de geometria e características técnicas muito semelhantes. Dessa forma algumas deficiências passam despercebidas, uma vez que quase todos os fabricantes seguem o mesmo raciocínio. Baseando-se nesses conceitos o desenvolvimento da linha de implantes cônicos Switch, com conexão hexágono interno, manteve as características e funcionalidades dos implantes cônicos acrescentando pequenas modificações, visando sua melhoria do ponto de vista clínico e mecânico. Este trabalho apresenta as novas características acrescentadas à linha de implantes cônicos com conexão hexágono interno visando à melhoria continua de produto e processo. Contempla os resultados dos ensaios mecânicos realizados e o comparativo com as linhas de implantes existentes atualmente. ABSTRACT The vast majority of implants with tapered internal hexagon connection available in the market today has design and technical characteristics very similar. Thus some defects go unnoticed, since almost all manufacturers follow the same reasoning. Based on these concepts to develop the line of tapered implants Switch with internal hexagon connection maintained the features and functionality of implants conical adding small changes to improve it from a clinical and mechanicalthis work presents the new features added to the line of tapered implants with internal hexagon connection seeking the continued improvement of product and process. It includes the results of mechanical tests conducted and compared to the currently existing lines of implants. Key words: Dental implants. Prosthesis design. Dental implantation, endosseous, methods. Palavras-chave: Implantes dentários. Desenho de prótese. Implante dentário endo-ósseo, métodos. Endereço para correspondência: Michel Aislan Dantas Soares Rua Arroio Arapongas, 45 - Apto. 12-B - Santa Etelvina II-B Guaianazes São Paulo - São Paulo - Brasil michelaislan@uol.com.br Recebido: 10/06/2009 Aceito: 31/07/ Graduando em Tecnologia Mecatrônica, Universidade Nove de Julho. Projetista, SIN - Sistema de Implante, São Paulo, SP, Brasil. 2. Mestre em Ciências da Saúde. Consultor Científico, SIN Sistema de Implante, São Paulo, SP, Brasil. 3. Pós-Graduado em Periodontia, Faculdade de Odontologia de Bauru, Universidade de São Paulo, Bauru, SP, Brasil. 4. Doutor em Engenharia Mecânica. Gerente de Engenharia, SIN - Sistema de Implante, São Paulo, SP, Brasil. 83

2 Aperfeiçoamento de sistema de implantes cônicos com conexão hexágono interno INTRODUÇÃO Durante a década de 1960, após exaustivos ensaios, o cientista sueco Per-Ingvar Brånemark, constatou que o titânio em contato com o tecido ósseo, integrava-se com facilidade devido ao seu alto grau de biocompatibilidade. Essa descoberta foi um marco na odontologia, principalmente na reabilitação de paciente edêntulo parcial ou total 12. Até o início da década de 90, o protocolo padrão para instalação de implantes requeria um período de 6 a 12 meses de espera após exodontia para permitir regeneração óssea, porém, nesse período é comum ocorrer reabsorção óssea do alvéolo, comprometendo o sítio de instalação do implante 8. A instalação de implantes imediatamente após a exodontia pode ajudar a manter a crista óssea, obter o posicionamento ideal do implante do ponto de vista protético, e talvez, melhor oportunidade para osseointegração devido ao potencial de cicatrização do sítio de extração. Com essa técnica, há uma redução signifi cativa do tempo e custo do tratamento, o que é conveniente para o paciente 8. A raiz natural do dente possui geometria cônica (Figura 1), geometria essa que acaba difi cultando a instalação de implantes cilíndricos, pois a geometria da coroa é mais avantajada que a geometria da raiz. Figura 1 - Dente 9. Para solucionar esse problema foram desenvolvidos os implantes com perfi l cônico externo, que possuem forma análoga à raiz, e estão sendo empregados por se adaptarem melhor ao alvéolo, fornecendo maior superfície de contato com o osso e resultando em boa estabilidade primária e cicatrização, aumentando as chances de sucesso 8. Um dos fatores que interfere no sucesso do implante é a estabilidade do mesmo. A má qualidade óssea do leito receptor ligado a uma má instalação do implante podem causar diversos problemas e, dentre eles, podemos destacar, como um dos mais importantes, a reabsorção óssea que em longo prazo pode levar a perda do implante. Visando minimizar a possibilidade de reabsorção óssea em implantes osseointegrados foi desenvolvido o conceito Plataform Switching. Este conceito consiste em deslocar a interface de fechamento abutment/ implante para uma região mais próxima ao centro do implante. Dessa forma, a área de contato do implante com o tecido ósseo é aumentada e ainda conta com uma base de assentamento sobre a plataforma para o tecido gengival, melhorando a estética fi nal da prótese 9. DESENVOLVIMENTO A grande maioria dos implantes cônicos com conexão hexágono interno disponível no mercado atualmente dispõe de geometria e características técnicas muito semelhantes. Dessa forma algumas defi ciências passam despercebidas, uma vez que quase todos os fabricantes seguem o mesmo raciocínio. Baseando-se nesses conceitos o desenvolvimento da linha de implantes cônicos Switch, com conexão hexágono interno, manteve as características e funcionalidades dos implantes cônicos acrescentando pequenas modifi cações visando sua melhoria do ponto de vista clínico e mecânico. Os implantes foram desenvolvidos com um sistema mecânico mais rígido e com a rosca interna do implante com diâmetro de 1,8 mm, isso garante ao parafuso de retenção um nível de torque superior aos utilizados atualmente. Outra alteração realizada na geometria interna foi a redução de espaços sem preenchimento do implante. Essa alteração reduziu o comprimento sem utilidade do parafuso, aumentando a área de contato entre o parafuso e o implante, diminuindo o risco de fratura da rosca. Foi acrescentado ao parafuso um fusível mecânico (canal junto à cabeça do parafuso), que induz à ruptura do mesmo em um ponto em que o profi ssional possa retirá-lo com o auxílio de uma pequena pinça, se necessário. Essa alteração aumenta ainda mais o nível de segurança do produto, uma vez que além de mais resistente, ainda conta com um sistema que mantém a integridade do implante em caso de ruptura do parafuso da prótese como mostrado nas Figuras 2 e 3. Figura 2 - Parafuso fraturado no sistema convencional. 84

3 Soares MAD, Pereira VA, Petrilli G, Bezerra F, Luiz NE Figura 5 - Sistema atual: fresa cônica. Figura 3 - Parafuso fraturado no novo sistema. Outra tecnologia que será aplicada aos parafusos de fi xação das próteses será o revestimento com carbono tipo diamante - Diamond-like Carbon (DLC). O DLC é um revestimento aplicado ao parafuso que proporciona diversas melhorias mecânicas no conjunto. Dentre elas podemos destacar o baixo grau de rugosidade das superfícies recobertas por DLC, alta resistência mecânica, alta aderência ao material evitando que o mesmo se desgaste precocemente, e também cria uma proteção contra oxidação química, aumentando a vida útil dos produtos 2. A sequência de fresagem para os novos implantes foi totalmente reestruturada e utilizou-se como conceito a sequência de fresagem para implantes cilíndricos, utilizando-se no lugar de uma fresa helicoidal uma fresa cônica, porém sem o perfi l da plataforma. Dessa forma é necessária a utilização de uma fresa countersink com o perfi l do diâmetro da plataforma. A nova sequência de fresagem (Figura 4) possui o mesmo número de passos da sequência anterior (Figura 5), porém, a quantidade de fresas necessária para instalação de toda a família de implantes é 40% menor, diminuindo o investimento do profi ssional durante a aquisição e montagem de seu estojo cirúrgico. A câmara apical do implante foi reduzida; entretanto essa modifi cação não interfere no seu poder de corte, e o volume de osso particulado durante a inserção do implante é totalmente acomodado nas três câmaras existentes no corpo do implante. Outra melhoria agregada foi a inclusão de microespiras próximas à plataforma do implante, aumentando a resistência mecânica e melhorando a estabilidade inicial do implante. A rosca externa também possui alterações em seu perfi l e no espaçamento entre fi letes. A modifi cação do perfi l da rosca torna o fi lete mais agressivo (Figura 6), melhorando o poder de corte e facilitando a inserção do implante sem perda de estabilidade. O espaçamento entre fi letes foi ampliado, aumentando em 33,3% a velocidade de inserção do implante. Perfil Antigo Novo Perfil Figura 6 - Comparativo entre perfil de filetes. A nova geometria do implante também possibilita ao profi ssional trabalhar com a técnica de Plataform Switching. Dessa forma, componentes com diâmetro de fechamento menor que o diâmetro da plataforma podem ser instalados (Figura 7). Figura 4 - Nova fresa countersink e cônica. Figura 7 - Implante montado com abutment (Switch). O tratamento de superfície dos implantes cônicos Switch será realizado até a plataforma. Na grande maioria dos implantes cônicos atualmente esse processo é realizado até as ultimas três espiras de rosca (Figura 8). Com o tratamento total do implante 85

4 Aperfeiçoamento de sistema de implantes cônicos com conexão hexágono interno (Figura 9) a área de contato do implante com o tecido ósseo é aumentada, auxiliando a reduzir o risco de reabsorção óssea. Figura 8 - Implantes cônicos convencionais. Figura 10 - s após os ensaios. CONJUNTO IMPLANTE CHAVE PARA INSERÇÃO Os protótipos também foram submetidos a ensaios mecânicos de torção 1 nas dependências do CCDM. Esse ensaio visa quantifi car o torque máximo suportado pelo conjunto implante/chave de instalação. Os resultados destes ensaios (Tabela 2) mostram que os implantes cônicos Switch suportam torque de escoamento em média de 293 N.cm. Figura 9 - Novo implante cônico Switch. ENSAIOS CONJUNTO IMPLANTE ABUTMENT Os protótipos fabricados foram enviados ao Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais (CCDM) para ensaios mecânicos de compressão 7 visando quantifi car a resistência do conjunto implante/abutment ao carregamento oblíquo, simulando as cargas exercidas pelas forças mastigatórias. Os resultados destes ensaios (Tabela 1) mostram que os implantes cônicos Switch suportam cargas máximas em média N (Figura 10). Tabela 1 - Resultados dos ensaios de compressão. Carga Máxima (N) Momento Máximo (Nm) MET ,00 7,71 MET ,10 6,07 MET ,70 7,37 MET ,50 6,85 MET ,50 6,80 Média 1262,36 6,96 Desvio Padrão 113,97 0,63 Tabela 2 - Resultados dos ensaios torque máximo. Torque Ruptura (N) Torque Escoamento (Nm) MET MET MET MET MET Média Desvio Padrão 9,92 9,03 PARAFUSO DE RETENÇÃO DA PRÓTESE Os parafusos de titânio foram submetidos a ensaios de torque (Tabela 3) visando quantifi car a sua resistência. Os resultados mostraram que os parafusos suportam torque máximo da ordem de 60 N.cm e atendem perfeitamente ao padrão especifi cado para fi xação de prótese que é de 20 N.cm. Todos os parafusos romperam no local especifi cado em projeto, sendo possível retirar a prótese e o parafuso com o auxilio de uma pequena pinça sem danifi car a plataforma ou a rosca interna do implante e sem o auxilio de dispositivos específi cos. 86

5 Soares MAD, Pereira VA, Petrilli G, Bezerra F, Luiz NE Tabela 3 - Resultados dos ensaios torque. Torque Máximo (N.cm) PTQH ,3 PTQH ,7 PTQH ,1 PTQH ,0 PTQH ,7 Média 59,96 Desvio Padrão 0,23 INSERÇÃO EM RESINA Após a fabricação das fresas os implantes foram submetidos a ensaios de inserção em resina (Figura 11). Foram utilizados 5 implantes cônicos Switch e 5 implantes cônicos convencionais. Foi utilizado um torquímetro digital (Instrutherm, São Paulo, SP, Brasil) com limite para torque de 150 N.cm e os resultados (Tabelas 4-5) mostram que os implantes cônicos Switch apresentam travamento semelhante aos implantes cônicos. Tabela 4 - Resultados dos ensaios torque cônico Switch. Torque Máximo (N.cm) SW ,3 SW ,2 SW ,2 SW ,6 SW ,3 Média 55,7 Desvio Padrão 0,45 Tabela 5 - Resultados dos ensaios torque cônico convencional. Torque Máximo (N.cm) SC ,9 SC ,1 SC ,3 SC ,7 SC ,8 Média 54,9 Desvio Padrão 0,24 Figura 11 - Imagens durante os ensaios. 87

6 Aperfeiçoamento de sistema de implantes cônicos com conexão hexágono interno COMPARATIVOS E RESULTADOS isso representa em torno de 37% de aumento na resistência ao torque dos parafusos (Figura 14). CARREGAMENTO OBLÍQUO Os ensaios realizados em implantes cônicos convencionais, apresentaram valores de carga máxima em torno de 433 N (MET ) 3 enquanto que o novo implante apresenta valores de carga máxima em torno de 1265 N (MET ) 4, isso representa em torno de 192% de aumento na resistência mecânica do conjunto implante/abutment (Figura 12). Figura 14 - Comparativo de resistência dos parafusos. Figura 12 - Comparativo de resistência implante/abutment. TORQUE DE INSERÇÃO EM RESINA O torque de inserção nos implantes cônico Switch apresentou valores em torno de N.cm, já os implantes os cônicos convencionais apresentaram torque da ordem de N.cm (Figura 15). TORQUE MÁXIMO Os ensaios realizados em implantes cônicos convencionais, apresentaram valores de torque de escoamento em torno de 240 N.cm (MET ) 5 enquanto que o novo implante apresenta valores de torque de escoamento em torno de 293 N.cm (MET ) 6, demonstrando que a resistência do implante ao troque também foi aumentada. Figura 15 - Comparativo de torque de inserção nos diversos implantes. CONCLUSÃO Figura 13 - Comparativo de resistência implante/abutment. TORQUE EM PARAFUSO Os ensaios realizados nos parafusos utilizados nos implantes convencionais apresentaram valores de torque máximo em torno de 41 N.cm (RIE 7109) 11 enquanto que o novo parafuso apresentou torque máximo em torno de 60 N.cm (RIE 7107) 10, O conjunto abutment/implante cônico Switch apresenta geometria mais resistente, diminuindo o risco de fratura de parafuso; A nova geometria contempla as novas tendências de mercado (microespira, Plataform Switch, maior velocidade na inserção do implante, tratamento de superfície até a plataforma); O sistema de fresagem foi otimizado, simplifi cando o procedimento cirúrgico; 88

7 Soares MAD, Pereira VA, Petrilli G, Bezerra F, Luiz NE Os ensaios de inserção em resina mostram que os novos implantes adquirem estabilidade inicial próxima aos existentes atualmente. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao CCDM - Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais pelos ensaios mecânicos realizados, ao INEPO - Instituto Nacional de Experimentos e Pesquisas Odontológicos e à SIN - Sistema de Implante por terem fornecido as amostras, as instalações e equipamentos necessários à realização deste trabalho. REFERÊNCIAS 1. American Society for Testing and Materials. F543: standard specifi cation and test methods for metallic medical bone screws. West Conshohocken: The Society; Becker J, Ferrari D, Herten M, Kirsch A, Schaer A, Schwarz F. Infl uence of platform switching on crestal bone changes at nonsubmerged titanium implants: a histomorphometrical study in dogs. J Clin Periodont. 2007;34(12): Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais. Ensaio de compressão, certifi cado MET São Carlos: O Centro; Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais. Ensaio de compressão, certifi cado MET São Carlos: O Centro; Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais. Ensaio de torção, certifi cado MET São Carlos: O Centro; Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais. Ensaio de torção, certifi cado MET São Carlos: O Centro; International Organization for Standardization. ISO 14801: dentistry - implants: dynamic fatigue test for endosseous dental implants. Geneva: The Organization; Kohal RJ, Mellas P, Hürzeler MB, Trejo PM, Morrison E, Caffesse RG. The effects of guided bone regeneration and grafting on implants placed into immediate extraction sockets. An experimental study in dogs. J Periodontol. 1998;69(8): Santos APM. Desenvolvimento e aplicação de processos com plasma de alta densidade para deposição de fi lmes de carbono [thesis]. São Paulo (SP): Escola Politécnica, Universidade de São Paulo; Sistema de Implante. Relatório de inspeção e ensaio: RIE7107. São Paulo: SIN; Sistema de Implante. Relatório de inspeção e ensaio: RIE7109. São Paulo: SIN; Soares MAD, Lenharo A, Ciuccio RL, Jacomini A Filho, Luiz NE. Estudo comparativo da resistência ao carregamento obliquo de ápices de implantes zigomáticos. Anais do V Congresso Nacional de Engenharia Mecânica; 2008 Aug 25-28; Salvador, BA. Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas;