Stresses in implant-supported overdentures with bone resorption : a 3-D finite element analysis

Abstract

Purpose: This 3D-finite elements method study evaluated the effect of bone resorption on the stress distribution in overdentures with bone loss surrounding implants and resorption of the distal ridge. Methods: Tridimensional models were built from the images of a computerized tomography of a mandible and 3D laser digitalization of implants, abutments, mucosa, and complete denture. The geometric models of implants and abutments were mounted at the canine region to build reference model 1 - absence of bone resorption. To build the test models the mandible geometric solid was modified to simulate 2-mm vertical bone loss surrounding the implants (model 2) and resorption of the distal ridge (model 3). Finite elements models were generated, and a 100 N static load was applied at the first molar region of each model to compare the von Mises stress distributions in selected points. Results: Von Mises stresses increased on the bone surrounding implants and on the prosthetic components in the model with 2-mm vertical bone loss. The combination of 2-mm vertical bone loss and resorption of the distal ridge did not increase the stresses compared with the model with only bone loss surrounding implants. The highest stress concentration at marginal bone and implants occurred on the same side of the vertical load application for all models. Conclusion: The results suggest that the bone loss surrounding implants increases stress concentration in dental implants, abutments, and marginal bone independently from the bone resorption of the distal ridge.

Objetivo: Avaliar, através da análise por elementos finitos com modelo tridimensional, o efeito da reabsorção óssea na distribuição de tensões em prótese tipo overdenture, em situações de perda óssea ao redor dos implantes e reabsorção do rebordo posterior. Metodologia: Foram construídos modelos tridimensionais de uma mandíbula e de intermediários protéticos, prótese total, placa resiliente e implante. Os modelos geométricos dos implantes e intermediários protéticos foram montados na região dos caninos, constituindo o modelo 1. Para a construção dos modelos experimentais, o contorno do modelo geométrico da mandíbula foi alterado para simular a perda óssea nos implantes (modelo 2) e a reabsorção do rebordo posterior associada à perda óssea marginal nos implantes (modelo 3). Para gerar a malha de elementos finitos os materiais foram considerados homogêneos, isotrópicos e linearmente elásticos. Uma carga de 100 N foi aplicada indiretamente, sobre uma simulação de bolo alimentar, na região de primeiro molar inferior direito em cada um dos três modelos. Foram analisadas as distribuições de tensão de von Mises em pontos pré-determinados. Resultados: A reabsorção óssea do rebordo posterior associada à perda óssea do osso periimplantar promoveu maior concentração de tensões nos implantes, nos componentes protéticos e no tecido ósseo marginal. Houve maior concentração de tensões no osso periimplantar e nos implantes no mesmo lado de aplicação da carga. Conclusão: Os resultados sugerem que a perda óssea periimplantar aumenta a concentração de tensões nos implantes, pilares e osso marginal independentemente da reabsorção óssea na crista distal.