Implantes odontológicos com diferentes conexões protéticas: resistência máxima ao torque aplicado

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1 Implantes odontológicos com diferentes conexões protéticas: resistência máxima ao torque aplicado Dental implants with different prosthetic connections: maximum resistance to the torque applied Michel Aislan Dantas SOARES 1, Vinicius Augusto PEREIRA 1, Nelis Evangelista LUIZ 2 RESUMO Desde a década de 1960, quando o cientista sueco Per- Ingvar Brånemark constatou que o titânio, em contato com o tecido ósseo integrava-se com facilidade, os implantes dentários osseointegrados vêm se tornando a melhor opção para reabilitação bucal existente. A busca por uma configuração adequada levou ao aparecimento de implantes com diversas geometrias internas e com conexões protéticas diferentes, visando diminuir a fadiga gerada ao parafuso, vedação biológica, resistência mecânica, estética do paciente, entre outras. A finalidade desse estudo foi verificar a resistência mecânica do implante com seu respectivo dispositivo de inserção com três configurações de conexão protética: hexágono interno, hexágono externo e cone morse. Foram realizados ensaios de torque nos três diferentes modelos de implantes e seus respectivos dispositivos de montagem, visando quantificar a sua resistência ao torque de escoamento. ABSTRACT Since the 1960, when the Swedish scientist Per-Ingvar Brånemark, observed that the titanium in contact with the bone tissue, is incorporated with ease, the osseointegrated dental implants has become the best option for existing oral rehabilitation. The search for a suitable configuration led to the emergence of implants with different geometry and internal connections with different prosthetic, to reduce the fatigue generated by screw, organic seal, mechanical strength, aesthetics of the patient and others. The purpose of this study was to assess the strength of the implant with its respective device insertion with three prosthetics connection settings: internal hexagon, external hexagon and morse Taper. Torque tests were performed in three different models of implants and their mounting devices to quantify the resistance to torque flow. Key words: Dental implants. Torque. Osseointegration. Palavras-chave: Implantes dentários. Torque. Osseointegração. 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: 17/06/2009 Aceito: 31/07/ Graduando em Tecnologia Mecatrônica, Universidade Nove de Julho. Projetista, SIN - Sistema de Implante, São Paulo, SP, Brasil. 2. Doutor em Engenharia Mecânica. Gerente de Engenharia, SIN - Sistema de Implante, São Paulo, SP, Brasil. 42 Innov Implant J, Biomater Esthet, São Paulo, v. 4, n. 2, p , maio/ago. 2009

2 ARTIGOS CIENTÍFICOS Soares MAD, Pereira VA, Luiz NE INTRODUÇÃO A reabilitação de pacientes edêntulos foi enormemente benefi ciada pelo desenvolvimento e aprimoramento dos implantes odontológicos confeccionados em titânio. Através deles a ancoragem direta entre o implante e o tecido ósseo, denominada de osseointegração, foi obtida com sucesso. Em condições ideais, os implantes podem promover retenção, estabilidade e suporte de próteses dentárias totais ou parciais, fi xas ou removíveis com qualidade comparável aos dentes naturais 1,6,10. A osseointegração foi defi nida por Brånemark 8 como sendo o fenômeno de uma conexão estrutural direta e funcional entre o tecido ósseo e a superfície de um implante em função (suportando carga). Sendo os primeiros estudos sobre microcirculação e vascularização óssea realizados na Universidade de Lünd na Suécia em O sucesso clínico dos implantes osseointegrados gerou um grande aumento de seu uso em todo mundo, sendo que os percentuais de sucesso atingem 93% para implantes mandibulares e 84% para os maxilares, em estudos de 15 anos de acompanhamento realizados por Brånemark 9. Além disso, os prognósticos de sucesso estão entre 90% e 100%, independentemente do tipo de implante, de sua superfície e do desenho da prótese, segundo relatos de casos 5,19. O crescente sucesso, a introdução e a popularização desse sistema estimularam o surgimento de vários sistemas alternativos de implantes 7 com geometrias e conexões protéticas variadas. Os implantes com conexão hexagonal externa (HE), desenvolvidos por Brånemark, são até hoje os sistemas mais utilizados. A grande vantagem do sistema HE é sua simplicidade e previsibilidade adquiridas durante anos de casuísticas favoráveis 14. Uma característica importante do sistema HE é a grande variedade de componentes protéticos que facilitam a escolha da solução adequada para cada caso 20. A inserção dos implantes de hexágono externo é feita por intermédio de um montador que, fi xado ao hexágono, transmite o torque gerado pelo motor e a chave ao implante 18. Porém, recentemente um novo modelo de implante foi anexado à linha de implantes de hexágono externo; trata-se dos implantes com torque interno. Esse modelo foi lançado com o objetivo de aumentar a resistência do implante a torques elevados, preservando as dimensões do hexágono externo para adaptação da protese 13. Os implantes com conexão hexágono interno (HI) apresentam como vantagem principal sua alta resistência mecânica. Uma característica desse sistema é o fato de não possuir montador. Dessa forma o transporte e a instalação do implante são realizados pelo mesmo modelo de chave, reduzindo assim o tempo cirúrgico e a possibilidade de contaminação do implante 18. Esse tipo de implante confere maior resistência ao torque durante o procedimento de inserção do implante no alvéolo cirúrgico. Alguns autores afi rmam que ele também aumenta a estabilidade 2. Outro tipo de conexão é a cônica interna, também conhecida como cone morse. Este conceito foi desenvolvido por Sthepen A. Morse em 1864 e é muito utilizado na área mecânica devido ao seu alto grau de resistência e precisão. A conexão cônica interna tem como grande vantagem a capacidade superior para suportar cargas transversais, pois possui uma maior área de contato entre o implante e o abutment quando comparados implantes com mesma macrogeometria 15. A conexão cônica interna também apresenta outras características como a diminuição de pontos de concentração de tensão, especialmente sobre o parafuso de retenção, cuja função fi ca restrita a produzir um aperto fi nal adequado entre o implante e o abutment. Os resultados de estudos sobre afrouxamentos de componentes com diversas conexões mostraram que o afrouxamento nos conjuntos com conexões cônicas internas são menores que nos conjuntos com outras conexões 16. Com as diversas opções de conexões disponíveis no mercado tornou-se necessário compará-las com relação ao seu desempenho mecânico e funcional. Um dos objetivos deste artigo é estabelecer uma contribuição sobre o comportamento mecânico destas opções, quando submetidos a altos valores de torque. MATERIAL E MÉTODOS Foram analisados quinze implantes, sendo cinco implantes com conexão hexágono externo (Figura 1), cinco implantes com conexão hexágono interno (Figura 2) e cinco implantes com conexão cônica interna (Figura 3), todos com instalação do tipo torque interno (realizada por chave) fornecidos pela empresa brasileira SIN - Sistema de Implante, São Paulo, SP, Brasil. Figura 1 - Conjunto implante/chave de instalação com conexão hexágono externo. Figura 2 - Conjunto implante/chave de instalação com conexão hexágono interno. Innov Implant J, Biomater Esthet, São Paulo, v. 4, n. 2, p , maio/ago

3 Implantes odontológicos com diferentes conexões protéticas: resistência máxima ao torque aplicado Figura 4 - Esquemática de ensaio de torção. Os parâmetros importantes usados nos ensaios de torção estão apresentados na Tabela 3. Figura 3 - Conjunto implante/chave de instalação com conexão cônica interna. Nas amostras de implantes ensaiados foi utilizado como matéria-prima o titânio comercialmente puro grau 4 de acordo com a norma NBR ISO (Tabela 1). O titânio é atualmente considerado o material de melhor escolha para a confecção dos implantes osseointegrados devido a sua ótima biocompatibilidade. Tabela 1 - Composição química do titânio comercialmente puro Grau 4 conforme NBR ISO N C H Fe O Ti 0,03 0,1 0,0125 0,3 0,25 Balanço As chaves de instalação (montadores) foram confeccionadas em aço inoxidável ABNT 420B (Tabela 2), temperado e revenido, apresentando dureza fi nal de aproximadamente 50 HRC. Tabela 2 - Composição química do aço inoxidável ABNT 420B conforme NBR C Mn Si P S Cr 0,15 min 1,00 1,00 0,04 0,03 12,00 14,00 ENSAIOS Tabela 3 - Parâmetros utilizados nos ensaios. Número de amostras 5 de cada modelo Temperatura 26,2 C Velocidade do ensaio 2 RPM Comprimento exposto L 2,29 mm Fios de rosca expostos 2 fios Equipamento de ensaio Termomec Ortho Para efeito de comparação tomou-se como referência os valores de torque de escoamento para a análise dos resultados. Todo material quando submetido a um carregamento externo sofre modificações na sua microestrutura; essas modificações podem causar deformações irreversíveis ou em certos casos levar à ruptura do material 17. Até certo nível de torque aplicado, o material trabalha no regime linear elástico, isto é, segue a lei de Hooke e a deformação linear específi ca é proporcional ao esforço aplicado. Acima de um certo valor de torque, os materiais começam a se deformar plasticamente, ou seja, ocorrem deformações permanentes. O ponto no qual estas deformações permanentes começam a se tornar signifi cativas é chamado de limite de escoamento. Durante a deformação plástica, o torque necessário para continuar a deformar um metal aumenta até um ponto máximo, chamado de torque máximo. A deformação angular correspondente à fratura é chamada de ângulo de ruptura. Assim, é possível obter a curva torque-ângulo de rotação (Figura 5), que varia conforme o material analisado Os ensaios mecânicos de torção foram executados nas dependências do CCDM (Centro de Caracterizações e Desenvolvimento de Materiais) e visam quantifi car o torque escoamento suportado pelo conjunto implante/chave de instalação. Os implantes foram fi xados seguindo a esquemática da Figura 4. Figura 5 - Curva típica de ensaios de torque máximo e ângulo de ruptura Innov Implant J, Biomater Esthet, São Paulo, v. 4, n. 2, p , maio/ago. 2009

4 ARTIGOS CIENTÍFICOS Soares MAD, Pereira VA, Luiz NE RESULTADOS DISCUSSÃO A Tabela 4 apresenta os resultados de torque de escoamento suportado pelos implantes HE, HI e CM nos ensaios de torção. Tabela 4 - Resultados dos ensaios de torção em implantes - torque de escoamento (N.cm). Amostras Hexágono Externo Hexágono Interno Cone Morse 1 221,00 286,00 195, ,00 299,00 202, ,00 281,00 194, ,00 300,00 195, ,00 300,00 197,00 Média 207,40 293,20 196,60 Desvio padrão 52,28 9,04 3,21 Os implantes com conexão hexágono interno (HI) foram os que apresentaram maiores valores de resistência ao torque - média 293,20 N.cm. A comparação múltipla de médias através do teste de Tukey 11 mostra que a resistência média desse grupo é estatisticamente diferente (p = 0,0023) à média do grupo HE e diferente (p = 0,0010) da média do grupo CM. Os implantes com conexão hexágono externo apresentaram valores intermediários de resistência ao torque - média 207,40 N.cm. A comparação múltipla de médias através do teste de Tukey revela que a média de resistência desse grupo não difere estatisticamente (p = 0,8452) da média do grupo CM. A Figura 6 apresenta o gráfi co de média e intervalo de confi ança (95%) dos implantes ensaiados. Os resultados obtidos são relacionados à resistência do conjunto implante/chave de instalação e os seguintes fatores podem interferir nesses valores. RESISTÊNCIA DO IMPLANTE A resistência do conjunto implante/chave de instalação pode ser infl uenciada pela área resistente do implante, no seu terço cervical ou pela espessura de parede entre a geometria externa e interna do implante onde é aplicado o torque. Essa geometria/espessura também não segue uma padronização e cada fabricante e/ou conexão protética apresenta uma forma diferente. No caso dos implantes analisados, a geometria se apresenta da seguinte forma: Hexágono externo: diâmetro da plataforma com 4,1 mm e espessura mínima de parede onde é aplicado o torque de 1,05 mm; Hexágono interno: diâmetro da plataforma com 4,5 mm e espessura mínima de parede de 1,00 mm; Cone morse: diâmetro da plataforma com 4,5 mm e espessura mínima de parede de 1,25 mm. ÁREA DE CONTATO ENTRE O HEXÁGONO DO IMPLANTE E DA CHAVE A resistência do conjunto implante/chave de instalação também pode ser infl uenciada pela área de contato entre o hexágono do implante e da chave de instalação. Quanto maior a área de contato melhor a dissipação da força durante o momento de instalação. No caso dos implantes e chaves analisados, a geometria e as dimensões apresentam-se da seguinte forma (Figura 7): Hexágono externo: dimensão do hexágono para torque 2,00 mm, área de contato entre implante e chave de instalação é de 9,66 mm 2 ; Hexágono interno: dimensão do hexágono para torque 2,50 mm, área de contato entre implante e chave de instalação é de 15,12 mm 2 ; Cone morse: dimensão do hexágono para torque 2,00 mm, área de contato entre implante e chave de instalação é de 9,66 mm 2. Figura 6 - Média e intervalo de confiança (95%). Figura 7 - Área de contato entre a chave e o implante. Innov Implant J, Biomater Esthet, São Paulo, v. 4, n. 2, p , maio/ago

5 Implantes odontológicos com diferentes conexões protéticas: resistência máxima ao torque aplicado CONCLUSÃO REFERÊNCIAS Nas condições usadas neste estudo os implantes com conexão hexágono interno apresentaram nível de resistência ao torque de escoamento estatisticamente diferente quando comparado aos implantes de hexágono externo e cone morse; Nas condições usadas neste estudo o nível de resistência ao torque de escoamento dos implantes de hexágono externo e cone morse são semelhantes; Todos os três modelos de conexões apresentam alta resistência ao torque de escoamento uma vez que o torque máximo para inserção recomendado pelo fabricante é de 80 N.cm. 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 Adell R, Lekholm U, Rockler B, Brånemark PI. A 15-year study of osseointegrated implants in treatment of edentulous jaw. Int J Oral Surg. 1981;10(6): Arvidson K, Bystedt H, Frykholm A, von Konow L, Lothigius E. Five-year prospective follow-up report of the Astra Tech Dental Implant System in the treatment of edentulous mandibles. Clin Oral Implants. 1998;9(4): Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5601: aços inoxidáveis, classifi cação por composição química. Rio de Janeiro: A Associação; Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR ISO : implantes para cirurgia, materiais metálicos. Rio de Janeiro: A Associação; Attard NJ, Zargb GA. Immediate and early implant loading protocols: a literature review of clinical studies. J Prosthet Dent. 2005;94(3): Bahat O. Brånemark system implants in the posterior maxilla: clinical study of 660 implants followed for 5 to 12 years. Int J Oral Maxillofac Implants. 2000;15(5): Bondan JL. Análise comparativa da precisão de adaptação entre componentes UCLA e implante de um mesmo sistema [thesis]. Porto Alegre (RS): Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Faculdade de Odontologia; Brånemark PI. Protesis tejido: integradas la osseo integración em la odontología clínica. Berlin: Quintessence; Brånemark PI, Zarb GA. Tissue integrated prostheses: osseointegration in clinical dentistry. Chicago: Quintessence; Buser D, Nydegger T, Hirt HP, Cochran DJ, Nolte LP. Removal torque values of titanium implants in the maxilla of miniature pigs. Int J Oral Maxillofac Implants. 1998;13(5): Button ST. Metodologia para planejamento experimental e análise de resultados. Campinas : Universidade Estadual de Campinas; Callister WD Jr. Ciências de engenharia de materiais: uma introdução. São Paulo: LTC; Davi LR. Liberdade rotacional em implantes dentários avaliadas pelos métodos experimental e analítico [dissertation]. Uberlândia (MG): Universidade Federal de Uberlândia; Lenharo A, Evangelista NL, Ciuccio RL, Rudek I. Implantes de torque interno TRYON. São Paulo: SIN; 2006 [cited 2009 June]. Available from: co/tryon. pdf Möllersten L, Lockowandt P, Lindén LA. Comparison of strength and failure mode of seven implant systems: an in vitro test. J Prosthet Dent. 1997;78(6): Oliveira BRG. Biomecânica dos implantes dentários de conexão externa, interna e cone morse [monograph]. Brasília (DF): Escola Brasiliense de Odontologia; Passos L. Apostila de ciência e tecnologia dos materiais. Limeira: Faculdades Integradas Einstein de Limeira; Soares MAD, Lenharo A, Jacomini Filho A, Ciuccio RL, Evangelista 46 Innov Implant J, Biomater Esthet, São Paulo, v. 4, n. 2, p , maio/ago. 2009

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