Influence of Implant–Abutment Connection Design and Abutment Material on Load Transfer in Implant-Supported Restorations: A 3D Finite Element Analysis
Esta análise de elementos finitos 3D demonstra que o design da conexão implante-abutment exerce uma influência maior na transferência de carga e na distribuição de estresse do que o material do abutment, com a conexão híbrida Morse taper/hexágono interno deslocando efetivamente o estresse para o complexo implante-prótese enquanto reduz a carga nos tecidos peri-implantares.
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Quando um dente é perdido, um implante dentário frequentemente serve como o moderno substituto, um pequeno parafuso de titânio ancorado no osso maxilar para segurar uma nova coroa no lugar. Para que este sistema dure, as forças da mastigação devem viajar suavemente do dente artificial, através da peça de conexão, e descer para o osso sem causar danos. Se as forças forem muito concentradas em um único ponto, o osso pode desgastar-se, ou as partes metálicas podem afrouxar ou quebrar. Engenheiros e dentistas sabem há muito tempo que dois fatores principais controlam como essas forças se movem: o formato específico da conexão onde o parafuso encontra o pilar, e o material usado para fabricar esse pilar. Embora alguns pilares sejam feitos de metal, outros são confeccionados em cerâmica ou ligas fortes, e cada material dobra e estica de forma ligeiramente diferente sob pressão. A questão de qual combinação de formato e material cria o caminho mais seguro para as forças de mastigação permaneceu um quebra-cabeça complexo, um que pesquisadores estão agora resolvendo ao construir modelos digitais detalhados para ver exatamente o que acontece dentro da boca.
Em um estudo recente, uma equipe de pesquisadores utilizou uma poderosa técnica de simulação computacional chamada análise de elementos finitos para testar como diferentes designs de implantes lidam com o estresse da alimentação. Eles não utilizaram pacientes reais ou modelos físicos; em vez disso, construíram réplicas digitais tridimensionais precisas de um sistema de implante dentário, completas com uma coroa, um parafuso de conexão, um pilar e o osso maxilar circundante. Eles criaram duas versões distintas do ponto de conexão. A primeira foi um design híbrido que combinou um cone cônico com um formato hexagonal, uma configuração destinada a travar as partes firmemente. A segunda foi um design mais simples de tubo dentro de um tubo. Para cada um desses dois formatos de conexão, eles testaram quatro materiais diferentes para o pilar de conexão: titânio, zircônia, cobalto-cromo e uma liga de cobalto-cromo-molibdênio. Eles então submeteram esses oito diferentes arranjos digitais a três tipos de forças de mastigação simuladas: um empuxo vertical pesado de 600 Newtons representando uma mordida máxima, um empuxo vertical moderado de 225 Newtons para mastigação normal, e um empuxo angular de 225 Newtons para mimetizar as forças complicadas e descentralizadas que ocorrem ao triturar alimentos.
As simulações revelaram que o formato da conexão importava muito mais do que o material do pilar. A conexão cônica híbrida direcionou consistentemente mais do estresse de mastigação para as partes metálicas e cerâmicas da restauração em si, protegendo efetivamente o osso circundante de alta pressão. Em contraste, o design de tubo dentro de um tubo permitiu que mais estresse passasse para o osso. Quando os pesquisadores analisaram os números, descobriram que, sob a carga angular de 225 Newtons, o parafuso no design híbrido experimentou cerca de 160 megapascais de estresse, enquanto o parafuso no design de tubo viu apenas cerca de 100 megapascais. No entanto, este estresse mais elevado no design híbrido não foi uma falha; foi um sinal de que a carga estava sendo absorvida pelos componentes protéticos fortes em vez do osso delicado. O modelo híbrido também mostrou menos estresse no osso propriamente dito, com a camada externa do osso maxilar experimentando aproximadamente 20 a 50 por cento menos estresse do que o design de tubo. Isso sugere que o formato híbrido atua como um amortecedor, mantendo o osso mais seguro ao absorver o impacto dentro da restauração.
O material do pilar desempenhou um papel secundário, influenciando principalmente o quanto o próprio pilar dobra ou se deforma. Os pilares de titânio, que são mais macios e flexíveis que os outros, mostraram a maior deformação, esticando-se até 111 micrômetros sob a carga angular mais pesada no modelo híbrido. A zircônia e as duas ligas à base de cobalto eram muito mais rígidas e mal se moviam, comportando-se de forma quase idêntica uma à outra. Essa diferença de rigidez significou que, embora o pilar de titânio dobrasse mais, ele não alterou significativamente quanto estresse chegava ao osso em comparação aos materiais mais rígidos. O estudo confirmou que, embora a escolha de um material mais rígido como a zircônia ou a liga de cobalto reduza a flexão do pilar, isso não altera a maneira fundamental como a forma da conexão distribui a força para a mandíbula. Os pesquisadores observaram que todos os níveis de estresse calculados permaneceram abaixo do ponto onde o metal quebraria permanentemente, mas enfatizaram que estas são previsões computacionais baseadas em condições ideais, não uma garantia do que acontece em uma boca viva ao longo de muitos anos.
Em última análise, o estudo sugere que, para a saúde a longo prazo do osso maxilar, a geometria da conexão é o fator mais crítico a ser considerado. O design cônico híbrido parece oferecer uma vantagem biomecânica ao concentrar as forças dentro das partes artificiais fortes e mantê-las longe do osso, enquanto o material do pilar determina principalmente o quanto o próprio pilar flexiona. Embora o pilar de titânio tenha dobrado mais, as ligas de zircônia e cobalto, mais rígidas, tiveram um desempenho semelhante entre si, implicando que, para fins de distribuição de estresse, a escolha entre esses três materiais rígidos pode depender mais de estética ou custo do que de desempenho mecânico. As descobertas fornecem uma imagem mais clara de como projetar implantes que protejam o osso, reforçando a ideia de que o formato da junta é o principal guardião da estabilidade do sistema.
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