UNIVERSIDADE SAGRADO CORAÇÃO ROBERTO JORGE AUR JUNIOR

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1 UNIVERSIDADE SAGRADO CORAÇÃO ROBERTO JORGE AUR JUNIOR AVALIAÇÃO BIOMECÂNICA DE RESISTÊNCIA AO TORQUE DE INSERÇÃO DE DIFERENTES TIPOS DE IMPLANTES E CHAVES DE INSERÇÃO BAURU 2013

2 ROBERTO JORGE AUR JUNIOR AVALIAÇÃO BIOMECÂNICA DE RESISTÊNCIA AO TORQUE DE INSERÇÃO DE DIFERENTES TIPOS DE IMPLANTES E CHAVES DE INSERÇÃO Tese apresentada à Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Doutor em Biologia Oral, área de concentração: Implantodontia, sob a orientação do Prof. Dr. Hugo Nary Filho. BAURU 2013

3 A927a Aur Junior, Roberto Jorge Avaliação biomecânica de resistência ao torque de inserção de diferentes tipos de implantes e chaves de inserção / Roberto Jorge Aur Junior f. : il. Orientador: Prof. Dr. Hugo Nary Filho. Tese (Doutorado em Biologia Oral - Implantodontia) - Universidade do Sagrado Coração - Bauru - SP 1. Torque de inserção. 2. Estabilidade primária. 3. Conexão interna. 4. Estabilidade primária. 5. Implantes. I. Nary Filho, Hugo. II. Título.

4 BANCA EXAMINADORA

5 ROBERTO JORGE AUR JUNIOR AVALIAÇÃO BIOMECÂNICA DE RESISTÊNCIA AO TORQUE DE INSERÇÃO DE DIFERENTES TIPOS DE IMPLANTES E CHAVES DE INSERÇÃO Tese apresentada à Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Doutor em Biologia Oral, área de concentração: Implantodontia, sob a orientação do Prof. Dr. Hugo Nary Filho. Banca Examinadora: Prof. Dr. Hugo Nary Filho Universidade Sagrado Coração Profa. Dr. Thiago Amadei Pegoraro Universidade Sagrado Coração Prof. Dr. Roberto Yoshio Kawakami Universidade Sagrado Coração Prof. Dr. Ferdinando de Conto Universidade de Passo Fundo Prof. Dr. Guilherme Omizzolo

6 DEDICATÓRIA

7 Dedico este trabalho ao meu eterno e amado amigo em todos os momentos de minha vida, até nos de sua ausência e por onde quer que esteja. Meu pai...

8 AGRADECIMENTOS

9 Ao meu Deus do Impossível, que n Ele tudo posso! Ao meu ídolo, Jesus Cristo, amigo fiel! Ao Espírito Santo de Deus, tão vivo em meu coração! À minha amada esposa Karina, grande amor da minha vida, mais que uma amiga de todos os momentos, incentivadora e fiel companheira em mais esta conquista, À Roberta, Raquel, Renata, Roberto Neto, Maria Clara, Sarah e Sophia, simplesmente, tudo por vocês filhos queridos e que Deus colocou em minha vida por alguma razão, À mamãe, pela minha existência e amor, Ao Renato, querido irmão que mora no meu coração, Especialmente ao meu querido amigo e orientador Prof. Dr. Hugo Nary Filho, pela amizade verdadeira, demonstrada em ocasiões de desprendimentos materiais, colocando o amor a Deus, ao próximo e à ciência, em elevado patamar de sua existência, Aos meus queridos amigos e colaboradores Prof. Dr. Ferdinando de Conto e Prof. Dr. Guilherme Omizzolo, e em especial a Biomet 3i do Brasil, pela cessão dos materiais empregados neste estudo. E ao papai, onde quer que esteja...

10 RESUMO

11 RESUMO Um prognóstico positivo para a futuro da osseointegração é a estabilidade conseguida no momento da colocação do implante, criando a possibilidade de carga imediata. Considerando o número de sistemas de implantes existentes no mercado, deve ser entendido o limite mecânico para evitar situações de risco, quando elevados níveis de torque de inserção é aplicado. O objetivo do presente estudo foi quantificar a resistência ao torque de diferentes sistemas de implantes e seus dispositivos de conexão usando testes in vitro de torção, utilizamos para tal fim duas marcas de implante bastante conhecidas, e os mesmos de hexágono externo, cone morse, conexão interna, e implante com hexágono externo e adaptador, quantificando a ruptura de torque, ângulo de deformação, limite elástico e análise macroscópica. Palavras-chave: Torque de inserção. Conexão interna. Estabilidade primária. Implantes.

12 ABSTRACT

13 ABSTRACT A positive prognosis for the future stability of osseointegration is achieved at the time of implant placement, creating the possibility of immediate loading. Considering the number of implant systems on the market, it should be understood the mechanical limit to avoid risky situations, when high levels of insertion torque is applied. The aim of this study was to quantify the torque resistance of different implant systems and their connected devices using in vitro tests of torsion, we use for this purpose two brands of implant well known, and the same external hexagon, morse taper, connecting internal and external hexagon implant and adapter, quantifying the breakdown torque, angle deformation, and macroscopic elastic limit. Keywords: Insertion torque. Internal connection. Primary stability. Implants.

14 LISTA DE TABELAS

15 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Parâmetros empregados no ensaio Tabela 2 Torque de Ruptura (N.m) Tabela 3 Deformação Angular Ruptura (⁰) Tabela 4 Torque Escoamento em 2⁰ (N.m) Tabela 5 Torque Maximo (N.m) Tabela 6 Bone Like CM 4,0 x 13,0 MM Tabela 7 Osseotite Certain 4,0 X 13,0 MM Tabela 8 Osseotite HE 4,0 X 13,0 MM Tabela 9 Bone Like CM Ti 3,25 X 13,0 MM Tabela 10 MK III TiU RP 3,75 x 13,00 MM... 36

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17 LISTA DE FIGURA

18 LISTA DE FIGURA Figura 1 Ilustração esquemática geral do ensaio... 29

19 SUMÁRIO

20 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO REVISÃO DE LITERATURA MATERIAL E MÉTODOS Ensaios de Torque RESULTADOS DISCUSSÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS... 44

21 1 INTRODUÇÃO

22 15 Dentro da implantodontia moderna, considera-se como fator importante para atingir bom prognóstico de osseointegração, a obtenção de estabilidade primária. O carregamento imediato dos implantes exigem índices de estabilidade inicial altos, aferidos através do torque exercido durante a sua instalação ou através da análise de frequência de ressonância. Sabe-se que quanto maior a estabilidade, menor será a micromobilidade apresentada pelo implante e melhor a interface osso/implante, independentemente do local onde é inserido. Mais popular e acessível, o controle de torque vem se constituindo excelente parâmetro clínico desta estabilidade. Considera-se como valor aceitável, índices acima de 35 Ncm, aferidos através de motor elétrico empregado durante a fresagem e instalação, ou através de catracas pré-calibradas. Para a obtenção desta estabilidade primária, atuam como fatores favoráveis os aspectos macro geométricos dos implantes tais como diâmetro e design das roscas, técnicas cirúrgicas de subfresagem e condensação óssea através de osteótomos, e a experiência do cirurgião em identificar a natureza do osso no local de implantação. Não raro, em função destes fatores, pode-se atingir elevados índices de estabilidade, demandando torques elevados sobre os implantes, o que dificulta sua inserção. Esta tendência e a evolução dos sistemas obrigaram alterações inclusive sobre as ligas das quais são torneados os implantes. Procurou-se adotar ligas mais resistentes, mantendo propriedades biológicas similares. Da mesma forma, os dispositivos utilizados também sofreram alteração. Os montadores convencionais utilizados para levar o implante ao leito e proceder ao seu aparafusamento, foram paulatinamente substituídos por chaves de grip interno, de diferentes conexões. Estas dispensam os montadores, por usar o contato com as paredes do implante como área de apoio, simplificando a técnica e barateando o custo do material. Entretanto, é importante levar em consideração os limites mecânicos do sistema, uma vez que danos podem ser causados em área nobre do implante, exatamente na região de sua cabeça, onde se faz a conexão com os componentes protéticos. Há que se considerar dois aspectos, a necessidade de obtenção de altos torques de inserção (pela resistência que a estrutura óssea oferece ao aparafusamento do implante), demandando alta resistência das chaves, e o conhecimento do limite de resistência da região de grip interno dos implantes. Do

23 16 conhecimento destes valores mecânicos, pode-se antever e advertir situações de risco relacionadas ao excesso de força de inserção. O objetivo deste trabalho foi quantificar a resistência de diferentes sistemas de implantes e chaves de grip interno, quando submetidos a ensaios mecânicos, com testes de torção. Procurou-se também verificar o tipo de dano provocado pelo excesso de carga sobre o sistema através de avaliação macroscópica direta dos espécimes pós-ensaio.

24 2 REVISÃO DE LITERATURA

25 18 Segundo Neugebauer et al. (2009), no artigo Estabilidade de implantes imediatamente carregados com várias tipos de superfícies e desenhos: um estudo piloto em cães., disseram que carga imediata está entre as técnicas mais inovadoras do tratamento com implantes. Neste estudo piloto investigaram o resultado biomecânico de diversos modelos e superfícies que pretendem diminuir o tempo de tratamento com implantes. O torque de inserção de cada implante foi acima de 35 Ncm. Foi feita análise de frequência de ressonância após a colocação do implante e, novamente, após o sacrifício. Além disso, o binário de remoção e da quantidade de partículas de titânio incorporadas no osso peri-implante foram medidos. Quanto aos resultados: todos as 16 próteses foram funcionais após um período de carregamento de 5 meses. Os valores ISQ aumentaram entre o tempo de cirurgia e osseointegração para todos os sistemas. E chegaram a conclusão que: carga imediata é possível com vários tipos e superfícies se existir estabilidade primária que poderá ser alcançada durante a colocação do implante. Tada et al. (2009), no artigo Efeitos do diâmetro do implante, a profundidade de inserção, e ângulo de carregamento em tensão/deformação; campos em implante/osso maxilar: análise de elementos finitos. Utilizaram como materiais e métodos: Dois tipos (parafuso e cilindro) e 4 comprimentos (9,2, 10,8, 12,4, e 14,0 mm) de implantes de titânio foram colocados em 4 tipos de osso. Foram utilizados forças axiais e vestibulolingual que foram aplicados no centro do pilar. Obtiveram os seguintes resultados: Independentemente da direção da carga, equivalente máxima tensão/a deformação no osso aumentou com a diminuição da densidade óssea trabecular. Sob carga axial, principalmente nos modelos de osso de baixa densidade, a tensão máxima equivalente no osso esponjoso foi menor com o implante cônico do que com os implantes cilíndricos. Ele também foi mais baixa com os implantes mais longos do que com implantes mais curtos. Sob carga vestíbulolingual, tensão equivalente/deformação foi influenciada principalmente pela densidade óssea. E chegaram as seguintes conclusões: Os resultados deste estudo sugerem que o osso esponjoso de maior ao invés de menor densidade pode garantir um melhor ambiente biomecânico para implantes. Além disso, os implantes cônicos poderiam ser uma escolha melhor em uma mandíbula com osso esponjoso de baixa densidade.

26 19 Ricciardi Coppedê et al. (2009), no artigo Efeito de torque repetido com carga em dois tipos diferentes de pilares em implantes com conexões internas cônicas: um estudo in vitro. Conexões internas foram desenvolvidas para melhorar as propriedades biomecânicas e para reduzir os problemas encontrados em sistemas diferentes. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da carga mecânica e repetida em pilares com conexões internas cônicas. Os materiais e métodos foram sessenta e oito implantes cônicos e 68 pilares de dois tipos. Eles foram divididos em quatro grupos: os grupos 1 e 3 receberam pilares sólidos, e os grupos 2 e 4 receberam pilares de duas peças. Nos grupos 1 e 2, os pilares eram simplesmente instalados e desinstalados. Nos grupos 3 e 4, os pilares foram instalados, mecanicamente e desinstalado. Sob a carga mecânica, os pilares de duas peças foram travados por atrito dentro do implante, assim, os dados do grupo 4 foram catalogados sob dois subgrupos (4a: torque valor limite necessário para afrouxar o parafuso de fixação; 4b: torque valor limite necessário para remover o pilar do implante). Os dados foram analisados com um modelo misto linear (P <ou = 0.05). RESULTADOS: a perda de torque foram maiores nos grupos 4a e 2 (perda de mais de 30%), seguido pelo grupo 1 (10,5% de perda), grupo 3 (5,4% de perda) e 4b grupo (ganho de torque 39%). Todos os resultados foram significativamente diferentes. À medida que o número de inserção/remoção de ciclos foi aumentado, torques de remoção tendeu a ser menor. Concluiu-se que a carga mecânica aumentada após o torque de remoção de pilares carregados em comparação com os pilares descarregados, e os valores do binário de remoção tendeu a diminuir à medida que o número de inserção/ remoção de ciclos aumenta. Segundo Kwon et al. (2009), no trabalho A mudança de liberdade rotacional seguindo torques de inserção em três diferentes sistemas de implantes com chave de inserção. Chaves de inserção de implantes estão ficando populares na clínica odontológica. Ao contrário de sistemas de implantes com conexão hexagonal externa, as chaves de inserção de implantes devem envolver diretamente a interface implante/pilar. A deformação da interface implante/pilar pode ser conseguida ao colocar um implante com o instrumento de inserção em situações clínicas desfavoráveis. O objetivo deste estudo era avaliar a mudança de liberdade rotacional entre um implante e sua abutment após a aplicação de torques de

27 20 inserção diferentes. Foram realizados três tipos de implantes de conexão interna foram utilizados para o estudo atual (4,5 Xive 12 mm, 4,3 11,5 Magicgrip Implant mm, 4,3 12 milímetros Implantium MF). Um EstheticBase, com 2 peças, um pilar duplo foi usado para seu sistema de implante correspondente. A liberdade de rotação entre o implante e do seu pilar foram medidos antes e após a aplicação de 45, 100 torque de inserção Ncm. A NOVA foi utilizado para análise estatística. Os resultados foram que em 45 Ncm torque de inserção, a liberdade de rotação entre o implante e sua pilar foi significativamente maior em Xive (P = 0,003). No entanto, nenhuma mudança significativa foi observada em Implant Magicgrip e MF Implantium. Sob 100 Ncm de torque, tanto em Xive (P = 0,0005) e MF Implatium (P = 0,03) resultou em um aumento significativo de liberdade rotacional entre o implante e do seu pilar, discutiu-se que o design do implante/interface de broca de inserção do implante efetivamente impediu a deformação da interface implante/pilar. Pequena mudança foi observada na liberdade de rotação entre o implante e seu abutment, mesmo que o torque de inserção foi muito além da sua aplicação clínica. Chegaram às seguintes conclusões que a articulação implante / pilar de implantes de conexão interna, foi bastante estável sob torque de inserção nessa situação clínica. Segundo Degidi et al. (2010), no trabalho Determinação da estabilidade primária: uma comparação entre a percepção do cirurgião e medidas objetivas. Para avaliar a diferença entre a percepção do cirurgião dentista de estabilidade de implante e o torque de inserção atual e os valores reais obtidos através da análise de frequência de ressonância (RFA) durante a cirurgia de inserção do implante. Cento e 52 pacientes que precisavam de um ou mais implantes dentários foram selecionados. Um total de 514 implantes Xive foi inserido. Para todos os implantes, depois da inserção, o cirurgião foi solicitado a indicar os valores prováveis RFA (ISQ implante quociente de estabilidade). Para 483 implantes, o cirurgião também foi convidado a indicar os valores de inserção prováveis de torque (N / cm). Os valores reais foram medidos. A RFA e valores de torque de inserção foram agrupados em baixa, média e alta grupos. A média RFA percebido foi 72,2 ISQ 9.8. A RFA média real foi de 73,5 ISQ 10,2. Esta diferença foi estatisticamente significativa (P = 0,01). O torque de inserção média percebida foi de 39,1 20,1 Ncm. O torque de inserção média real foi de 39,9 a 20,7 Ncm. A diferença média entre os valores reais e percebidos ISQ foi de -1 até 14,9, com uma escala de -60 a 59, a diferença média entre os valores de binário reais e percebidos de

28 21 inserção foi -1,3 até 9,9, com um intervalo de -38 a 45. Concluiu-se que a estabilidade primária é geralmente subestimada, especialmente na presença de ISQ baixa ou média e os valores de binário. A precisão da previsão de estabilidade primária não é suficiente para evitar erros ao usar uma técnica para carga imediata e, portanto, uma utilização mais sistemática de medidas objetivas foi incentivada. Irinakis et al. (2009) estabilidade de torque inicial de um novo osso através da condensação para a colocação de implante dentário. Um estudo de corte de 140 implantes colocados consecutivamente. O objetivo deste trabalho foi determinar a resistência ao torque deste novo implante durante a colocação em diferentes tipos de osso, a colocação imediata em soquetes, e em osso enxertado. O torque no momento da colocação serve como uma indicação de estabilidade inicial, que é aceito como um fator importante para osseointegração e carga imediata. Dentro de um período de 13 meses, a 140 implantes NobelActive em 84 pacientes foram colocados em ossos dos tipos I-IV de osso em alvéolos frescos, e em osso enxertado (tanto nos seios maxilares e sobre as superfícies faciais alveolares onde o osso tinha sido perdidos). O binário de aperto final foi medido com uma chave manual do binário de controle, conforme determinação da Nobel Biocare, para este tipo de implante. Cento e quarenta implantes com 3,5-5 mm de diâmetro e 10 a 15 comprimentos de milímetros foram colocados em diferentes tipos de osso, ou como implantes de duas fases, ou imediatamente em cavidades de extração de alvéolos frescos. Estes implantes demonstraram um valor médio de estabilidade de torque de 50,8 Ncm. O torque de inserção médio para implantes de duas fases foi de 49,7 Ncm. Para implantes imediatos o torque médio foi de 52,6 Ncm. Na colocação em osso de baixa densidade também foi favorável a uma média de 47,9 Ncm. O implante NobelActive consistentemente atinge níveis mais elevados de torque. Isto pode indicar que são mais favoráveis a adequada para carga precoce e carregamento. No osso (tipo IV) não parece diminuir significativamente o torque de inserção destes implantes. Mais estudos de longo prazo são necessários para investigar se esse fato faz com que esses implantes são os mais adequados para carga imediata e carga em duas fases. Estudos de longo prazo também são necessários para investigar a manutenção de níveis de osso em torno desses implantes. Rabel et al (2007), no artigo Estudos clínicos sobre a estabilidade primária de dois sistemas de implantes dentários com análise de frequência de ressonância.

29 22 Diz nesse trabalho que a estabilidade primária tem um grande impacto sobre o sucesso de longo prazo de implantes dentários. O objetivo deste estudo foi investigar a correlação da análise de frequência de ressonância (RFA) e torque de inserção. Um grupo de 263 pacientes foram tratados com um total de 602 implantes cônicos: 408 não auto-roscantes Ankylos e 194 Camlog auto-roscante. O torque máximo de inserção durante a colocação do implante foi gravado. A frequência de ressonância, foi medida para avaliar o quociente entre a estabilidade do implante (ISQ), que foi avaliada imediatamente após a inserção, uma vez, e duas vezes, 3 meses mais tarde. Os valores de torque dos implantes não auto-roscantes foram significativamente mais elevados do que aqueles no grupo de auto-roscante (p = 0,023). RFA não mostraram diferenças entre os dois grupos (p = 0,956), mas houve uma correlação entre os valores de ISQ após o implante e 3 meses após a colocação do implante foi medida (r = 0,712). Dentro dos sistemas de implantes, nenhuma correlação entre o torque de inserção e valores de frequência de ressonância pode ser determinada (r = 0,305). O estudo mostra que os valores de ISQ obtidos a partir de diferentes sistemas de implantes não são comparáveis. A RFA não parece apropriado para a avaliação da estabilidade do implante, quando utilizado como um método único. Maior torque de inserção dos implantes não autoroscantes pareceu confirmar maior estabilidade primária clínica. Segundo Sakoh et al. (2006) no trabalho Estabilidade primária de um implante cônico e um híbrido, avaliados in vitro. As diferenças em relação à estabilidade primária entre dois implantes Camlog, um implante cônico, e um híbrido foram investigados in vitro. O efeito da subfresagem foi estudada, os materiais e métodos foram: Em um modelo in vitro a estabilidade de implantes em blocos de crista ilíaca de suínos frescos foi medido utilizando o Periotest os resultados foram: o implante cônico mostrou significativa maior estabilidade primária do que o implante híbrido usando o mesmo torque de inserção e medindo através do Periotest. Tendo a seguinte conclusão: Neste modelo in vitro os implantes cônicos apresentaram maior estabilidade primária de implantes híbridos. Smith et al. (1996), no trabalho Um estudo biomecânico de torque e precisão dos dispositivos de inserção. O propósito do presente estudo foi avaliar a precisão e repetibilidade do torque obtido com uma variedade de dispositivos utilizados para os dispositivos de

30 23 inserção. Observaram que os dispositivos equivalentes do mesmo fabricante não foram adequados para alcançar o mesmo torque, que o mesmo dispositivo usado por diferentes cirurgiões não foram adequado para alcançar o mesmo torque, e que os dispositivos atingiram níveis variados de precisão e repetibilidade. A proporção dos ensaios em que o torque atingido foi de menos de 10 por cento do binário pretendido, alcançando uma média de 64 por cento (intervalo de menos de 1 a 100 por cento). Segundo Tabassum et al. (2010), no artigo Influência da técnica cirúrgica e rugosidade da superfície sobre a estabilidade primária do implante no osso artificial com espessura cortical diferente: um estudo de laboratório. O objetivo deste estudo biomecânico foi avaliar o efeito inter-relacionado de rugosidade e da técnica cirúrgica sobre a estabilidade primária de implantes dentários. Os resultados independente da técnica cirúrgica utilizada, os dois tipos de implantes apresentaram um aumento de torque de inserção e os valores de torque de remoção variaram com o aumento da espessura cortical. CONCLUSÃO: A colocação de implantes em modelos ósseos sintéticos usando uma técnica de preparação por subfresagem resultou em maior estabilidade primária do implante. A correlação foi encontrada entre a estabilidade primária e da espessura cortical. Turkyilmaz et al. (2009), no trabalho Aspectos biomecânicos de estabilidade primária: um estudo de cadáveres humanos. Observou que a qualidade do osso é um fator importante no tratamento de implantes para se ter sucesso, e é evidente que a falha do implante tem mais probabilidade na má qualidade do osso. A estabilidade primária dos implantes orais relacionadas à resistência à micromovimento durante a cicatrização é influenciada pela qualidade do osso, técnica cirúrgica, e desenho do implante. Os objetivos do trabalho foram um estudo biomecânico para explorar o efeito da qualidade óssea na estabilidade intraóssea inicial de implantes, e para determinar as correlações entre a qualidade óssea e parâmetros de estabilidade de implantes. Os materiais e métodos foram os seguintes: Vinte e quatro implantes (Neoss Ltd., Mölnlycke, Suécia) foram colocados em regiões anterior e posterior de três mandíbulas de cadáveres humanos. As densidades ósseas dos locais que receberam os implantes foram determinadas por meio de tomografia computadorizada (TC) na unidade Hounsfield (HU), no pré-operatório. Os valores do binário máximo de inserção foram registrados e as medições de estabilidade primária do implante foram realizadas de forma não

31 24 invasiva através da análise de frequência de ressonância (RFA). Os resultados foram o valor de densidade óssea variou de -267 a 553 HU. Verificou-se que a média da densidade óssea, o torque de inserção, e os valores foram ARF HU, 41,9 5 Ncm e 70 7 quociente estabilidade do implante (ISQ), respectivamente. Correlações estatisticamente significativas entre a densidade óssea e inserção de torque (r = 0,690, p <0,001); densidade óssea e valores ISQ (r = 0,557, p <0,05), e torque de inserção e valores ISQ (r = 0,853, p <0,001). A TC é uma ferramenta útil para avaliar a quantidade e qualidade óssea em locais receberam implantes e densidade óssea que tem um efeito dominante sobre a estabilidade do implante na sua inserção. Van Staden et al. (2008), no artigo Passo a passo, a análise do processo de inserção do implante dental utilizando a técnica de elementos finitos. Utilizando o método dos elementos finitos (FEM), o processo de inserção de um implante dentário em uma secção da mandíbula humana é analisada. O OBJETIVO final deste artigo é a de promover a utilização de uma abordagem de engenharia inovadora, com a prática odontológica, especialmente no processo de implantação dentária. As técnicas de análise de elementos finitos são utilizadas para replicar e avaliar o perfil de tensão criada no interior da mandíbula durante o processo de implantação. perfis de Von Mises no osso esponjoso e cortical são examinados durante a inserção do implante. O binário aplicado e a fase de inserção encontram-se influenciadas fortemente o perfil de tensões resultante dentro do osso maxilar circundante. Através da combinação de conhecimentos tanto odontológico e de engenharia, uma técnica de modelagem simplificada e eficiente é desenvolvida. Isto melhora a compreensão de qual a reação biomecânica do osso maxilar apresentou, devido à inserção do implante. A atual pesquisa é um estudo piloto utilizando o MEF para modelar e simular o processo de implantação dentária. Os pressupostos feitos no processo de modelagem e simulação são: (1) o processo de implantação é simulada como um processo passo a passo em vez de um processo contínuo, (2) o implante não roda durante a inserção no osso do maxilar. Embora as técnicas de modelagem e simulação tivessem que ser simplificada, uma quantidade significativa de informações é adquirido ajudando a estabelecer uma boa base para futuras pesquisas. Recomendações para estudos futuros incluem a variação do torque aplicado durante o processo de implantação e modernização das capacidades de software para simular todo o processo dinâmico de implantação.

32 25 O'Sullivan et al. ( 2004 ), no artigo Uma comparação de dois métodos para aumentar a estabilidade primária do implante. Técnica cirúrgica e desenho do implante podem ter um efeito sobre a estabilidade primária dos implantes orais, que por sua vez aumenta a resistência ao micromovimento do implante durante a cicatrização. Este estudo foi feito para comparar os parâmetros associados com a colocação do implante, utilizando dois métodos diferentes de aumento da estabilidade primária do implante e para identificar qualquer relação entre estes parâmetros e as mudanças na estabilidade dos implantes durante o período inicial de cicatrização de 6 meses após a inserção do implante. Foi feita uma comparação entre dois métodos de: o método 1, implantes Brånemark padrão do sistema (Nobel Biocare AB, Gotemburgo, Suécia), inseridos com uma técnica destinada a melhorar a estabilidade primária, e o método 2: Brånemark Mk IV implantes (Nobel Biocare AB) inserido de acordo com as instruções do fabricante. Treze pacientes foram selecionados para inclusão no estudo. Um total de 42 implantes foram colocados. Dados de torque de inserção foram registradas, e qualidade óssea no local do implante foi avaliada em inserção do implante. Medidas de ressonância de frequência de análise foram tomadas no momento da inserção do implante, bem como na segunda fase de 6 meses depois da cirurgia. Uma diferença estatisticamente significativa foi registrada entre o osso tipo 4 e tipos de osso 2 e 3. Nenhuma diferença significativa foi gravado entre tipos de osso 2 e 3. Um valor de frequência significativamente menor foi visto por implantes colocados em osso tipo 4 (p <0,05). Em todos os tipos de implante uma diferença significativa na energia necessária ao inserir implantes em osso do tipo 4 e tipos de osso 2 e 3, foi observado. A exigência de energia significativamente menor foi observada entre os implantes MK IV colocados em osso tipo 4 e as outras combinações de tipos de implante e osso. Dentro das limitações do presente estudo, os resultados estão de acordo com a indicação do fabricante que, quando comparado com os implantes padrão, o design do implante Mk IV aumenta a estabilidade primária do implante com uma redução da calor transmitido ao osso no local de implante.

33 2 MATERIAL E MÉTODOS

34 27 Este estudo avaliou três diferentes sistemas de conexão interna e, como um grupo de controle, um sistema convencional com hexágono externo. As amostras foram divididas em seis grupos, a fim de avaliar os seguintes sistemas: Grupo 1 - MKIII TiUnite Nobel Biocare sistema de implante hexágono externo (3,75 mm de diâmetro) e motorista Stargrip; Grupo 2 - Bonelike cone Morse sistema de implante de conexão (4,0 mm de diâmetro) e motorista hexágono interno; Grupo 3 - Bonelike cone Morse sistema de implante de conexão (3,25 mm de diâmetro de) e motorista hexágono interno; Grupo 4 - Biomet 3i Certain sistema interno de conexão implante (4,0 mm de diâmetro) e motorista hexágono interno; Sistema convencional com montagem e broca de transferência (grupo controle): Grupo 5 - Biomet 3i OSSEOTITE sistema de implante (4,0 mm de diâmetro) com hexágono externo, adaptador e adaptador anexo. Os sistemas de implante foram selecionados para avaliação de uma série de fatores que possam afetar a sua resistência às forças de torção: o tipo de conexão, o diâmetro do implante (espessura da parede) e da área de contato interno de ligação. Um sistema convencional de implante / dispositivo de montagem que utiliza um controlador de binário com o adaptador para a sua inserção (sendo estes os três elementos testados) foi utilizado como grupo de controle. Para outros sistemas, havia apenas dois elementos envolvidos uma vez que chave de inserção foi conectada diretamente ao implante. O estudo incluiu cinco amostras de cada um dos cinco tipos de implante produzidos comercialmente e adquiridos a partir dos fabricantes listados acima, em conjunto com os seus condutores de inserção respectiva. Os implantes apresentados selecionados de 13 mm de comprimento, o que permite uma adaptação satisfatória para a máquina de ensaio de torque. Apenas os condutores de marca de torque novos foram utilizados nos processos de ensaio e foram descartados após os testes, tal como indicado pelos respectivos fornecedores. Da mesma forma, os controladores de inserção foram utilizados apenas uma vez, como um único teste de torção é suficiente para determinar um limite de resistência. O objetivo destes testes foi o de sujeitar às amostras a força de torque, a fim de determinar o limite de resistência dos sistemas, seguindo as normas de ASTM

35 F543: 2007 (Standard especificação e métodos de ensaio para os parafusos ósseos metálicas médicas). Os sistemas foram testados em Termo-Mec Ortho, com a velocidade de 2 rotações por minuto, a 23,30 C. Para preparar o material para teste, 5 segmentos foram expostos em todos os implantes, para dar 3,8 milímetros de exposição (Figura 1). Os valores obtidos a partir do teste no momento da ruptura do sistema de implante foram colhidos e submetidos a análise estatística. Após a remoção de amostras a partir do equipamento de ensaio, os limites de resistência dos implantes e condutores de torque foram analisados, determinar onde a ruptura ocorreu. Alguns aspectos microscópicos serão mostrados como aspecto ilustrativo apenas, porque o dano para as amostras podem ser visualizadas diretamente por exame. Os parâmetros empregados no ensaio foram seis: 1 ) Equipamento de ensaio = Termo-Mec Ortho; 2 ) Velocidade de ensaio = 2rpm; 3 ) Temperatura = 23,3 0 C; 4 ) Fios de Rosca Expostos (parte exposta do implante aferida através do número de roscas) = 5 fios; 5 ) Comprimento Exposto = aproximadamente 3.8mm; 6 )Instrução interna META-261. Tabela 1 e Figura 1 28 Tabela 1 - Parâmetros empregados no ensaio Equipamento de ensaio Velocidade de ensaio Temperatura Fios de Rosca Expostos Comprimento Exposto L (ver Figura 1) Instrução Interna Termo-Mec Ortho 2 rpm 23,3 ⁰C 5 fios 3,8 mm META-261

36 29 Figura 1 Ilustração esquemática geral do ensaio Os testes foram realizados em laboratório certificado do CCDM (Centro de Caracterização e Desenvolvimento de Materiais) da Universidade Federal de São Carlos UFSCAR/DEMa. Os valores obtidos durante os testes, no momento de ruptura do sistema foram tabulados e submetidos a análise estatística. Da mesma forma, após a remoção dos espécimes do aparelho de teste, procurou-se analisar o fator limítrofe de resistência, implante, chave ou ambos, verificando, onde houvesse deformação nos mesmos.

37 3 RESULTADOS

38 31 Os resultados são apresentados nas tabelas seguintes como médias; valores obtidos foram submetidos a análise de variância e testes de comparação múltipla de Tukey (p> 0,05). Ruptura de torque (Nm): Grupo 5 mostrou uma média estatisticamente superior (2,65 Nm), seguido em ordem por Grupo 4 (2,18 Nm), Grupo 2 (1,80 Nm). Sem significância estatística foram detectados entre os Grupos 1 (1,32 Nm), 6 (1,32 Nm) e 3 (1,19 Nm), como mostrado na Tabela 1. Ângulo de deformação/ruptura: todos os grupos obtiveram valores semelhantes, sem diferenças significativas, exceto no Grupo 5 ( Certo), que também apresentou melhor comportamento em relação às outras variáveis, seguido pelo Grupo 4 (Biomet 3i externo hexágono) (Tabela 2). Limite elástico (Nm): Bonelike Grupos 1 e 2 apresentaram comportamento semelhantes, sem diferenças significativas, enquanto Bonelike grupo 3 apresentou um valor significativamente menor (Tabela 3). Binário máximo (Nm): Bonelike os Grupos 1 e 2 mostrou valores significativamente mais elevados que o Grupo 3 (Bonelike ), como apresentado na Tabela 4. A análise macroscópica das amostras revelou um padrão de dano homogêneo, dependente do tipo de teste. O sistema convencional, o Grupo 5, o qual utilizado um dispositivo de implante com montador, sofreu danos severos ao hexágono do implante, o qual fraturado e separado a partir do comprimento do eixo do implante. Todos os grupos com conexão interna apresentaram danos das paredes do implante e desgaste para os pontos ativos na chave de inserção. No grupo 4, todas as amostras mostraram danos do hexágono interno e partes dos condutores ativos, que era facilmente visível, devido a uma alteração de cor. Sistema de hexágono externo com drives Stargrip mostrou o mesmo aspecto para as chaves de inserção e danos para os hexágonos. Em algumas amostras deste grupo houve danos graves para a cabeça do implante com hexágono externo havendo ruptura das paredes. Sistemas de conexão cone morse (Grupos 2 e 3) mostraram menos deformação do

39 32 implante, provavelmente porque a área de conexão não sofre carregamento direto. As chaves de inserção mostraram desgaste para as suas arestas. Por conseguinte, as paredes de implantes de pequeno diâmetro foram vistos e uma maior deformação sofrida. Grupo 4 (2,2 N.m). Após, com igual significância o Grupo 1 (1,7 N.m) e 2 (1,8 N.m) e por último, também com igual significância o Grupo 3 (1,2 N.m) e 6 (1,4 N.m). Tabela 5. Os resultados são expressos a seguir nas tabelas de médias, sendo que para as mesmas foi empregada Análise Estatística de Variância complementada pelo Teste de Comparações Múltiplas de Tukey, ao nível de significância de 5%. O desempenho entre os cinco grupos pesquisados modificou-se segundo as variáveis. Quanto a variável torque de ruptura (N.m), o Grupo 5 apresentou uma média estatisticamente significante mais alta (2,65 N.m), seguido, respectivamente, pelo Grupo 4 (2,18 N.m), Grupo 2 (1,80 N.m) e, por último, com igual significância o Grupo 1 (1,32 N.m), Grupo 6 (1,32 N.m) e Grupo 3 (1,19 N.m). Tabela 2 Quanto a variável deformação angular (⁰), o Grupo 5 (93,3⁰) foi o único que demonstrou resultado estatisticamente significante maior que os demais grupos. Em relação ao torque de escoamento em 2⁰(N.m), o Grupo 5 (2,1 N.m) apresentou uma media estatisticamente significante mais alta, seguido pelo Grupo 4 (1,7 N.m). Após, com igual significância os Grupos 1 (1,5 N.m), 2 (1,5 N.m) e 6 (1,4 N.m) seguidos pelo Grupo 3 (1 N.m). Tabela 4 Na última variável analisada, o torque Máximo (N.m), o Grupo 5 (2,7 N.m) apresentou uma media estatisticamente significante mais alta.

40 33 Tabela 2 Torque de Ruptura (N.m) Grupo Media Desviopadrão Mínimo Maximo 1 1,32 D 0,15 1,14 1,50 2 1,80 D 0,26 1,34 1,98 3 1,19 C 0,11 1,01 1,28 4 2,18 B 0,02 2,14 2,21 5 2,65 A 0,11 2,47 2,74 Médias seguidas de letras distintas diferem significativamente através da Análise de Variância complementada pelo Teste de Comparações Múltiplas de Tukey, ao nível de significância de 5%. Tabela 3 Deformação Angular Ruptura (⁰) Grupo Media Desviopadrão Mínimo Maximo 1 39,9 B 7,2 31,29 47, ,9 B 6,3 39,38 56, ,1 B 2,3 35,16 41, ,04 B 1,3 27,77 30, ,37 A 44,3 38,67 131,48 Médias seguidas de letras distintas diferem significativamente através da Análise de Variância complementada pelo Teste de Comparações Múltiplas de Tobey, ao nível de significância de 5%. Tabela 4 Torque Escoamento em 2⁰ (N.m) Grupo Media Desviopadrão Mínimo Maximo 1 1,5 C 0,15 1,4 1,7 2 1,5 C 0,09 1,4 1,6 3 1,1 D 0,06 1,0 1,1 4 1,7 B 0,13 1,5 1,9 5 2,1 A 0,05 2,1 2,2 Médias seguidas de letras distintas diferem significativamente através da Análise de Variância complementada pelo Teste de Comparações Múltiplas de Tukey, ao nível de significância de 5%.

41 34 Tabela 5 Torque Maximo (N.m) Grupo Media Desviopadrão Mínimo Maximo 1 1,7 C 0,16 1,53 1,93 2 1,8 C 0,24 1,47 2,08 3 1,3 D 0,09 1,11 1,33 4 2,2 B 0,03 2,19 2,25 5 2,7 A 0,10 2,61 2,87 Médias seguidas de letras distintas diferem significativamente através da Análise de Variância complementada pelo Teste de Comparações Múltiplas de Tukey, ao nível de significância de 5%. 3.1 ENSAIOS DE TORQUE Tabela 6 Bone Like CM 4,0 x 13,0 MM Amostra Torque Ruptura (N.m) Deformação Angular (graus) Escoamento em 2 graus (N.m) Torque Máximo (N.m) MET ,18 36,21 1,07 1,32 MET ,08 29,88 0,93 1,12 MET ,19 32,7 0,77 1,25 MET ,37 29,53 1,02 1,46 MET ,33 33,05 0,85 1,39 Media 1,23 32,27 0,93 1,31 Desvio Padrão 0,12 2,72 0,12 0,13

42 Tabela 7 Osseotite Certain 4,0 X 13,0 MM Amostra Torque Ruptura (N.m) Deformação Angular (graus) Escoamento em 2 graus (N.m) Torque Máximo (N.m) MET ,47 38,67 2,15 2,61 MET ,73 131,48 2,17 2,84 MET ,69 118,48 2,15 2,8 MET ,74 126,21 2,22 2,87 MET ,64 52,03 2,09 2,74 Media 2,65 93,37 2,16 2,77 Desvio Padrão 0,11 44,34 0,05 0,1 35 Tabela 8 Osseotite HE 4,0 X 13,0 MM Amostra Torque Ruptura (N.m) Deformação Angular (graus) Escoamento em 2 graus (N.m) Torque Máximo (N.m) MET ,47 38,67 2,15 2,61 MET ,73 131,48 2,17 2,84 MET ,69 118,48 2,15 2,8 MET ,74 126,21 2,22 2,87 MET ,64 52,03 2,09 2,74 Media 2,65 93,37 2,16 2,77 Desvio Padrão 0,11 44,34 0,05 0,1

43 36 Tabela 9 Bone Like CM Ti 3,25 X 13,0 MM Amostra Torque Ruptura (N.m) Deformação Angular (graus) Escoamento em 2 graus (N.m) Torque Máximo (N.m) MET ,01 37,97 0,99 1,11 MET ,21 37,27 1 1,26 MET ,28 35,16 1,1 1,31 MET ,21 41,48 1,06 1,33 MET ,26 38,67 1,14 1,31 Media 1,19 38,11 1,06 1,26 Desvio Padrão 0,11 2,3 0,06 0,09 Tabela 10 MK III TiU RP 3,75 x 13,00 MM Amostra Torque Ruptura (N.m) Deformação Angular (graus) Escoamento em 2 graus (N.m) Torque Máximo (N.m) MET ,26 34,45 1,3 1,34 MET ,25 35,86 1,4 1,4 MET ,24 33,75 1,29 1,3 MET ,45 35,86 1,64 1,65 MET ,41 19,69 1,39 1,42 Media 1,32 31,92 1,4 1,42 Desvio Padrão 0,1 6,9 0,14 0,14

44 4 DISCUSSÃO

45 38 Os fabricantes têm desenvolvido uma série de conexões e sistemas diferentes de inserção acompanhados por técnicas recomendadas para perfuração e compactação do osso, concebidos para assegurar a boa ancoragem. Incapacidade de identificar corretamente a qualidade do osso pode conduzir à aplicação de torque de inserção excessiva. Quando isso acontece, a ruptura ou dano para o chave de inserção e/ou danos no implante. Estes eventos podem comprometer ou mesmo invalidar o uso do implante. É um fato bem conhecido que o posicionamento coronoapical correto de um implante é essencial em áreas estéticas. Alguns implantes que tem as sua plataformas danificadas podendo vir a comprometer o resultado da prótese. No entanto, estudos comparativos sobre a resistência dos diferentes sistemas disponíveis não determinaram a sua resistência às forças de torção aplicadas quando são aparafusados no lugar. Os resultados do presente estudo permitem uma análise das variáveis: tipo de ligação, diâmetro do implante e zona de estresse. Com relação ao tipo de conexão do implante, analisando a área que sofre mais estresse, todos os grupos de estudo apresentaram comportamento homogêneo e ambos os chaves de inserção e paredes de implantes tiveram deformação. Exceção para o sistema convencional testados, com sextavado exterior e um dispositivo de montagem, os danos para a cabeça do implante foi maior, talvez devido ao tipo de ligação, maior a área de contacto entre a cabeça do implante e montagem do dispositivo, o que indica uma maior fragilidade das paredes externas do hexágono. Em comparação, os implantes com hexágono externo, mas com brocas de conexão interna, sofreram menos deformação, apesar de haver também alterações, com deformações e rupturas, o que fez a conexão protética, consideravelmente mais difícil. Parece claro que os Sistemas de Implante de hexágono Externo, pode-se ter diferentes níveis de Resistência, sendo que os que apresentam montador descartável, provavelmente pela maior área de contato onde a força de rosqueamento do motor é transmitida ao implante, são mais efetivos. Além disso, o fato de possuir outro componente, uma chave que se adapta ao montador com folga, pode constituir mais um fator de resistência ao sistema. Contudo, os sistemas são muito afetados por sobrecarga de forças uma vez que as deformações dos implantes ocorrem na área de adaptação dos intermediários protéticos. Qualquer alteração no hexágono externo pode inviabilizar uma reabilitação protética

46 39 Quando comparado aos implantes de conexão internacional, hexagonal ou morse, os resultados são similares, em relação a área de apoio. Ou seja, se existe uma grande área de contato, como é o caso do hexágono externo com montador e interno com chave, altos valores de força são necessários para a deformação (acima de 200N) de todos os Sistemas tem uma menor área de contato entre uma chave de Inserção e como paredes dos Implantes o que reduzem estes valores (entre 100 e 130N). Ressalva se faz neste quesito, ao local onde ocorre uma deformação, que é muito maior que nos sistemas de hexágono Externo. Ainda, quanto aos sistemas de conexão internos ou sistemas tipo morse, essa área não deve ser usada para receber o torque necessário para a inserção. Estes grupos (2 e 3) não mostraram qualquer alteração na área de adaptação do pilar. No entanto, a outra amostra de conexão interna, Certain, veio a ser danificada. É importante notar que a deformação ocorre nos ângulos do hexágono, mantendo intactas as paredes. Em comparação com os implantes de hexágono interno, sistemas como o Stargrip oferecem menos apoio/contato, fato que pode explicar a grande diferença encontrada entre o sistema e outros sistemas de conexão interna. Este fator parece afetar a conexão cone morse devido ao seu design especial, a chave de inserção, reduzindo sua dimensão conexão interna. Por esta razão, este sistema mostraram valores semelhantes para o grupo 1. Desta forma, pode-se inferir que, quanto maior a área de contacto entre a chave de inserção do implante e as paredes internas, o mais eficaz for o sistema, estará em termos de oferecer uma maior resistência durante a inserção e para tornar os valores mais altos de torque possível. No entanto, deve ser tomado o cuidado para evitar a possível deformação das paredes do implante. No que diz respeito ao fornecedor e ao processo de fabricação que o estudo é dirigido, não parece haver diferenças significativas. Neste ensaio mecânico, os dois sistemas Stargrip para hexágono externo testado, não apresentaram diferenças significativas, o que indica que a mecânica do sistema é a característica mais influente entre os fatores relacionados com o projeto. O estudo testou implantes de diferentes diâmetros (3,75 e 4 mm) com projetos similares de aderência/conexão e plataforma. O maior diâmetro do corpo do implante não foi encontrado para oferecer qualquer vantagem significativa em termos de resistência ao torque de inserção. Nos grupos 2 e 3, o diâmetro piloto com o mesmo torque foi utilizado em implantes de

47 40 diâmetros diferentes. Desta forma, a área de contato foi a mesma, com quase nenhuma variação na espessura das paredes do implante. Os implantes de 4,0 mm de diâmetro mostraram vantagens sobre implantes 3,25 mm, que sofreram alterações dimensionais para a cabeça, indicando a necessidade de evitar a sobrecarga dos sistemas mais frágeis. Esta premissa também pode ser aplicada a desenhos hexágono externo utilizando o sistema Stargrip. A importância destes estudos comparativos mecânicos reside no agrupamento de informações sobre as limitações de diferentes tipos de sistemas de informação e são de grande relevância clínica. Obviamente, os valores de resistência mínimos obtidos neste tipo de pesquisa são maiores do que as forças de torque máximo de inserção indicados pelos fabricantes tradutor. Torque excessivo não é recomendado, principalmente para evitar a possibilidade de deformação de plataformas de implantes de assento e as áreas de ligação. Este estudo foi baseado em uma série de normas técnicas e aplicada força axial, aplicada através dos drivers de inserção (drivers de conexão, principalmente internos) por uma máquina de teste para implantes. Na prática clínica, em que pode haver um acesso limitado, a força de valores susceptíveis de produzir a deformação pode ser inferior, como um resultado das forças de cisalhamento, uma vez que o implante tem eixos de inserção variáveis. Deste modo, o conhecimento e experiência da manipulação do tecido ósseo, e um diagnóstico correto de densidade óssea irá permitir ao cirurgião escolher o diâmetro da broca melhor implante a ser colocado, produzindo uma boa estabilidade e evitar a sobrecarga mecânica e os riscos de deformação.

48 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

49 42 Os resultados do teste de resistência à torção em diferentes sistemas de implantes verificados que: - A área de contato entre o dispositivo utilizado para a inserção do dispositivo de fixação, e a cabeça do implante influência a resistência de sistemas. Implantes de hexágono interno, com maior área de contato e implantes de hexágono externo, usando um dispositivo de montagem apresentaram maior resistência ao torque de inserção em comparação com outros sistemas com conexões menores hexágono ou conexões internas. - No caso de sistemas de ligação internos, a resistência é influenciada pela espessura da parede do implante. O mais frágil isto é, maior é a possibilidade de deformação e a uma menor resistência do sistema. - O torque excessivo deve ser evitado devido ao risco de deformação da plataforma protética.

50 6 REFERÊNCIAS

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