Protocolo de modelagem tridimensional do primeiro pré-molar superior para o método dos elementos finitos e análise das concentrações de tensões na região cervical do esmalte

Abstract

Este estudo objetivou a descrição de um protocolo para modelagem tridimensional de um primeiro pré-molar superior hígido para o método dos elementos finitos e a validação do modelo pela análise da distribuição de tensões de tração na região cervical do esmalte vestibular quando submetido à aplicação de cargas oclusais fisiológicas e não-fisiológicas, relacionando os resultados obtidos com os estudos dos mecanismos formadores das lesões de abfração descritos na literatura. Projetou-se anatomia das estruturas envolvidas a partir de referenciais arquitetônicos básicos da morfologia dental descritos na literatura científica. As dimensões anatômicas vestibular, oclusal e mesial do dente hígido e estruturas de suporte foram desenhadas em papel milimetrado, escaneados e com 3DSMax® -Autodesk, modelados tridimensionalmente. O modelo foi exportado para o NeiNastran® -Noran Engineering, Inc., onde foram definidas as propriedades das estruturas biológicas, além da geração da malha de elementos finitos e condições de contorno. Foi analisada a tensão tração presente no modelo de onde se concluiu que houve diferenças significativas na distribuição de tensão entre os grupos analisados. As simulações de oclusão não-fisiológica interferiram acentuadamente na distribuição de tensões quando comparados com a oclusão fisiológica, sendo que a localização dos pontos de maior concentração de tensão de tração variou de acordo com a topografia do carregamento aplicado. A simulação de prematuridade retrusiva apresentou os maiores valores de tensão de tração na região cervical vestibular de esmalte.

The main objective of this study is the description of a protocol for threedimensional modeling of the first maxillary premolar using finite elements methodology by the validation of the stress analysis distribution in the cervical region of the enamel when submitted to the physiological occlusion load and nonphysiological, relating the results obtained with the studies of mechanisms that causes the described injuries due to abfraction in literature. The involved structures were designed using basic architectural of the dental morphology described in scientific literature. The vestibular, occlusal and mesial anatomical dimensions of the tooth and support structures were drawn in milimetric paper, scanned and modeled three-dimensionally by 3DSMax® - Autodesk. The model was exported to the NeiNastran® - Noran Engineering, Inc., where the finite elements mesh and further biological properties of the structures and constraints were set. The traction tension at the model was analyzed and it was concluded that appeared significant differences the distribution of tension between the analyzed groups. The simulation of non-physiological occlusion cases had highly interfered at the distribution of tensions when compared with the physiological occlusion cases. Moreover, the localization of the regions of bigger concentration of tension was related with the topography variation of the applied load. The simulation of retruded prematurity presented the biggest values of tension in the cervical enamel region.