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Determinar si existen o no diferencias relevantes, en la distribución de esfuerzos y deformaciones en el hueso al colocar un implante corto cónico versus un implante en T
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COMPARACIÓN DE ESFUERZOS Y
DEFORMACIONES DEL TEJIDO ÓSEO A
TRAVÉS DE ANÁLISIS POR ELEMENTOS
FINITOS EN IMPLANTE CORTO CÓNICO E
IMPLANTE EN T.
FUNDACIÓN
CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y
ESTUDIOS ODONTOLÓGICOS Per. Jurídica No. 12738 del M.E.N.
UNIVERSIDAD MILITAR
NUEVA GRANADA
DIRECTOR Y COAUTOR Dr. Enrique Mejía Burgos
Dra. Ligia Motta
Leidy Lorena Peña García
Esmeralda Poveda Marín
Paúl Eduardo Serrano Correa
ASESORES
Dr. Gerardo Ardila Dra. Beatriz Cepeda
Ing. Giovanni Ramírez
Dr. Rodrigo Rivera
Dra . Carolina Salguero
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En la odontología moderna:
Mish C. Implantología Contemporánea. España : Ed. Elsevier, 2008.
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•6 meses 23%
•2 años 34%
•Mayor en zona vestibular •Mayor en anchura
•Mayor pérdida en el primer mes
Machin A. Ciencia y Técnica en Implantología Inmediata. Madrid : Ed. Ripano S.A., 2007.
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Determinar si existen o no diferencias
relevantes, en la distribución de esfuerzos
y deformaciones en el hueso al colocar un
implante corto cónico versus un implante
en T aplicando fuerzas con diferentes
angulaciones, e identificar las posibles
ventajas que pueden ofrecer estos
diseños en la práctica clínica.
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Complicaciones Postoperatorias 3%
Perforación de la Membrana del Seno 10%.
Infección o Sinusitis 27%
La pérdida del injerto 1%
Supervivencia de implantes 87%
Chiapasco M, Casentini P, Zaniboni M. Bone Augmentation Procedures in Implant Dentistry. Int J Oral Maxillofacial Implants 2009; 24:237-259
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•Diámetro reduce tensión
•Diseño del implante
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Morand M, Irinakis T. The Challenge of Implant Therapy in the Posterior Maxilla:Providing a Rationale for the Use of Short Implants. Journal of
Oral Implantology 2007; 33:257-266.
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Injertos
Intervenciones
Recalentamiento Óseo
Perforaciones M. Scheneiders
Perforación del Canal Dentario.
Parestesia
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Dilaceraciones radiculares se colocan por encima
Mish C. Implantología Contemporánea. España : Ed. Elsevier, 2008.
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Borák* L, Marcián P, Florian* Z, Bartáková** S. Biomechanical Study of Disk Implants Part I. Engineering MECHANICS, 2010; 17: 49–60.
A. Interacción mecánica del implante en disco con las
corticales internas y externas.
B. Interacción mecánica del implante en disco con las
corticales externas.
C. Interacción mecánica del implante en disco con el hueso
esponjoso.
Borák* L, Marcián P, Florian* Z, Bartáková** S. Biomechanical Study of Disk Implants Part I. Engineering MECHANICS, 2010; 17: 49–60.
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Análisis Retrospectivo 2073 imp. 6,7,8,9 mm. 1774 pacientes. 2000-2007
Supervivencia
98% al 99,7%
Implantes Largos
Fugazzotto P. Shorter Implants In. Clinical Practice Rationale and Treatment Results. Int J Oral Maxillofacial
Implants, 2008; 23:487-496.
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Evaluaron la interacción mecánica entre el implante en disco y el
tejido óseo a través de análisis por elementos finitos
Concluyeron que para alcanzar la tensión fisiológica del tejido óseo, el anclaje del implante tiene la mayor influencia. Sólo la variante del implante de disco doble garantiza la posibilidad de carga independiente de la calidad del tejido óseo.
Borák* L, Marcián P, Florian* Z, Bartáková** S. Biomechanical Study of Disk Implants Part I. Engineering
MECHANICS, 2010; 17: 49–60.
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Analizaron estrés-tensión (y tolerancia) de los implantes
de disco cargados durante el proceso de masticación a
través de análisis por elementos finitos
Concluyeron el valor máximo del estrés
equivalente está en el área de transición entre el
disco y el cuerpo del implante. Es un área critica,
la cual merece atención en la construcción del
implante.
Marcián P, Florian* Z, Bartáková** S, Borak L. Biomechanical Study of Disk Implants Part II. Engineering
MECHANICS, 2010; 17:111–121.
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Al Evaluar la Influencia de parámetros protésicos en
la supervivencia de implantes cortos
Analizaron 262 implantes. 53 meses.
Cantiliver no da pérdida ósea significativa
Bruxómanos y no Bruxómanos no hay complicaciones
Incremento relación corona implante no es factor de riesgo
Concluyeron: Los implantes cortos son una solución viable
Tawil G, Aboujaoude N, Younan R. Influence of Prosthetic Parameters on the survinal and Complication Rates
of Short Implants. Int J Oral Maxillofacial Implants, 2006; 21:275-282.
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Analizaron la distribución de esfuerzos y desplazamientos en un
implante en T después de aplicar una carga comprensiva
Concluyeron
El mayor esfuerzo se da porción superior del transepitelial y luego en el cuello y
cuerpo.
El desplazamiento se da en la prótesis seguido de la parte superior del transepitelial.
Es viable el uso del implante en T al disminuir la distribución de esfuerzos y desplazamiento en la prótesis y tejidos orales.
Fernandez T, Ardila M, Guevara S. Distribución de Esfuerzos y Desplazamientos en un Diseño Protésico Removible Soportado Distalmente
con Implantes T Después de Aplicar una Carga Compresiva. Análisis por Elementos Finitos. [ed.] Informe de Investigación. Fundación C.I.E.O.
2009.
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Generar evidencia para que en posteriores investigaciones se pueda determinar el impacto del uso de los implantes en T en las diferentes situaciones clínicas en los pacientes.
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Comparar la distribución de esfuerzos y
deformaciones del tejido óseo con un
implante corto cónico e implante en T
aplicando 2 fuerzas con diferentes
angulaciones a través de análisis por
elementos finitos.
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Estudio de tipo analítico en realidad
virtual,
Analizado por elementos finitos
ETAPAS
1. Dibujo Tridimensional de la Geometría
2. Enmallado
3. Simulación
4. Solución
Dibujo Tridimensional de la Geometría
Reconstrucción Geométrica E
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Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Dibujo Tridimensional de la Geometría
Reconstrucción Geométrica
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1
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Dibujo Tridimensional de la Geometría
Reconstrucción Geométrica
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1
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Dibujo Tridimensional de la Geometría
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Enmallado
Trasformar la geometría en la malla de elementos finitos
El número de elementos finitos generados para los dos modelos
fue de 106.630 con 182.339 nodos
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Enmallado
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Enmallado
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Simulación
Se definen las fuerzas, cargas y
condiciones de frontera a aplicar.
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APLICACIÓN DE LAS FUERZAS
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
PUNTO B
Fuerza de 150 N y 450 N
Angulación 0 Grados
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Fuerza de 150 N y 450 N
Angulación 15 Grados
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Fuerza de 150 N y 450 N
Angulación 45 Grados
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
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Solución
Es la realización de todos
los cálculos matemáticos.
Materiales Aplicados al Modelo y Propiedades
Material
Modulo
Elastico
MPa
Relación de
Poisson Referencias
Titanio
(Implantes) 110.000 0,35 Kitamura et al. (17)
Hueso
Cortical 13.700 0,30 Ko et al. (16)
Hueso
Esponjoso 1.370 0,30 Ko et al. (16)
In Ceram
(Corona) 120.000 0,28 Genovese et al.
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Desplazamientos
Estrés en el Hueso
Estrés en el Implante
Índices de Comparación
CARGA APLICADA EN EL
PUNTO B
Implante
Cónico
Implante en T
150 N
DESPLAZAMIENTO
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Implante Cónico
Implante en T
Implante Cónico
Implante en T
150 N 450 N
Implante Cónico Implante en T
150N 450N 150N 450N
0° 0.0076 0.0228 0.0171 0.0514
15° 0.0188 0.0565 0.0424 0.1272
45° 0.0439 0.1317 0.0987 0.2962
DESPLAZAMIENTOS (mm)
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
ESFUERZO EN EL HUESO
Implante Cónico
Implante en T
Implante Cónico
Implante en T
150 N 450 N
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Implante Cónico
Implante en T
Implante Cónico
Implante en T
150 N 450 N
ESFUERZO EN EL HUESO (MPa)
Implante Cónico Implante en T
150N 450N 150N 450N
0° 24.807 74.421 26.165 78.494
15° 36.837 110.53 53.936 161.83
45° 63.01 189.04 104.68 314.06
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
ESFUERZO EN EL IMPLANTE
150 N 450 N
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
150 N 450 N
ESFUERZOS EN LOS IMPLANTES (MPa)
Implante Cónico Implante en T
150N 450N 150N 450N
0° 327.65 982.96 322.5 967.49
15° 305.41 916.36 695.02 2085.3
45° 297.05 891.2 1430.3 4291.3
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
CONSOLIDADOS DE INDICES DE COMPARACION ENTRE EL IMPLANTE CÓNICO E
IMPLANTE EN T APLICANDO LA CARGA EN EL PUNTO B
FUERZA Y
ANGULO DESPLAZAMIENTO ESFUERZO HUESO ESFUERZO IMPLANTE
150 Y 0° 125% 5% -2%
150 Y 15° 126% 46% 128%
150 Y 45° 125% 66% 382%
450 Y 0° 125% 5% -2%
450 Y 15° 125% 46% 128%
450 Y 45° 125% 66% 382%
PROMEDIOS 125% 39% 169%
Desplazamientos
Estrés en el Hueso
Estrés en el Implante
Índices de Comparación
CARGA APLICADA EN SOC
Implante
Cónico
Implante
en T
150 N
DESPLAZAMIENTO
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Implante
Cónico Implante
en T
150 N
Implante Cónico Implante en T
150N 450N 150N 450N
0° 0.0029 0.0088 0.0053 0.0159
15° 0.0166 0.0499 0.0374 0.1122
45° 0.0452 0.1357 0.1018 0.30536
DESPLAZAMIENTOS (mm)
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
ESFUERZO EN EL HUESO
Implante
en T
150 N
Implante
Cónico
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
ESFUERZOS EN EL HUESO (MPA) Implante Cónico Implante en T
150N 450N 150N 450N
0° 16.534 49.001 17.025 51.075
15° 32.332 97.006 50.833 152.51
45° 65.541 196.64 106.42 319.28
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
ESFUERZO EN EL IMPLANTE
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
Esfuerzos en los Implantes (MPa)
Implante Cónico Implante en T
150N 450N 150N 450N
0° 37.981 113.94 136.69 410.06
15° 87.108 261.35 633.3 1900.1
45° 197 591.03 1494.6 4484.1
Diseño: Ing. Giovanni Ramírez
CONSOLIDADOS DE INDICES DE COMPARACION ENTRE EL IMPLANTE EN T Y CÓNICO
APLICANDO LA CARGA UNIFORMEMENTE EN SOC
FUERZA Y
ANGULO DESPLAZAMIENTO ESFUERZO HUESO ESFUERZO IMPLANTE
150 Y 0° 83% 3% 260%
150 Y 15° 125% 57% 627%
150 Y 45° 125% 62% 659%
450 Y 0° 81% 4% 260%
450 Y 15° 125% 57% 627%
450 Y 45° 125% 62% 659%
PROMEDIOS 111% 41% 515%
0%
100%
200%
300%
400%
500%
600%
700%
150 Y 0°
150 Y 15°
150 Y 45°
450 Y 0°
450 Y 15°
450 Y 45°
DESP.
ES. HUESO
ES. IMPLANTE
DESPLAZAMIENTOS MAXIMOS mm.
VARIABLE MEDIDAS Valor p-Shapiro
Wilk
Promedio mm Valor p-F Valor p (*) (**)
FUERZA- ANGULO 150 Y 0° 0.3656 0.008225 0,000 0.000 (*)
150 Y 15° 0.2398 0.0288 0.000 (*)
150 Y 45° 0.06 0.0724 0.004 (*)
450 Y 0° 0.357 0.024725 0.000(*)
450 Y 15° 0.2403 0.08645 0.0109(*)
450 Y 45° 0.06 0.21725
TIPOS DE IMPLANTES Imp. T- B 0.116 0.106 0.012
Imp. T- SOC 0.086 0.096 p>0.05 (**)
Cónico - SOC 0.08 0.043 p>0.05 (**)
Cónico - B 0.1151 0.047 p<0.05 (**)
* Bonferroni, ** Tukey
Dr. Gerardo Ardila
Imp. T-SOC Imp. T- B Imp. Cónico-B Imp. Cónico-SOC
DESPLAZAMIENTOS MÁXIMOS
FUERZA - ÁNGULO DESPLAZAMIENTOS MÁXIMOS
ESTRES EN HUESO MPa.
VARIABLE MEDIDAS Valor p-
Shapiro Wilk
Promedio MPa Valor p-F Valor p (*) (**)
FUERZA- ANGULO 150 Y 0° 0.132 21.13 5.2E-08 0.000(*)
150 Y 15° 0.379 43.48 0.000(*)
150 Y 45° 0.062 84.91 0.000(*)
450 Y 0° 0.151 63.25 0.000(*)
450 Y 15° 0.379 130.46 0.001(*)
450 Y 45° 0.062 254.75
TIPOS DE
IMPLANTES
Imp . T- B 0.226 123.19 0.021
Imp . T- SOC 0.156 116.19
Cónico - SOC 0.196 76.18 p<0.05(**)
Cónico- B 0.377 83.11 p<0.05(**)
* Bonferroni ** Tukey
Dr. Gerardo Ardila
MP
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MP
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Imp. T-SOC Imp. T- B Imp. Cónico-B Imp. Cónico-SOC
ESTRÉS EN EL IMPLANTE
VARIABLE MEDIDAS Valor p-
Shapiro Wilk
Promedio Mpa Valor p-F valor p-Bonferroni
vs 450 y 45°;
vs Cónico SOC
FUERZA- ANGULO 150 Y 0° 0.2652 206.2 0.009 0.001
150 Y 15° 0.4924 430.2 0.003
150 Y 45° 0.0797 854.7 0.019
450 Y 0° 0.2653 618.6 0.007
450 Y 15° 0.4924 1290.8 0.133
450 Y 45° 0.0798 2564.4
Tipos de Implantes Cónico - SOC 0.1337 1509.8 0.019
Imp . T- SOC 0.1318 214.7 0.009
Imp . T- B 0.1875 1632.0 0.006
Cónico- B 0.2168 620.1 1.0000
Dr. Gerardo Ardila
MP
a
Imp. T-SOC Imp. T- B Cónico-B
Cónico-SOC
1. Mish C. Implantología Contemporánea. España : Ed. Elsevier, 2008
Hsu ML, Chen FC, Kao HC, Cheng CK Influence of off-axis loading of an anterior maxillary implant: A 3-
dimensional finitenelement anlysis. Int J. Oral Maxilofac implants 2007 ;22:301-309
Punto B
29. Gonzales E, Ospina M, Vargas L. Comparacón de la Distribución de Esfuerzos y Desplazamientos por el Metodo
Tridimensional de Elementos Finito, en un Diseño de cuatro unidades soportadas por un implante tipo Lámina y un diente natural
tipo premolar inferior utilizando materiales restaura. [ed.] Informe de Investigacion. Fundacion C.I.E.O. 2002.
SUPERFICIE OCLUSAL DE LA CORONA SOC
5. Morand M, Irinakis T. The Challenge of Implant Therapy in the Posterior Maxilla:Providing a Rationale for the
Use of Short Implants. Journal of Oral Implantology 2007; 33:257-266.
FUERZA
INCLINACIÓN
INTRUSIÓN
Desplazamientos
FUERZA
INCLINACIÓN
INTRUSIÓN
Petrie Et. Al. Comparative Evaluation of Implant Designs: Influence od Diameter, Leght, and Taper on Strains in the Alveolar Crest. Athree-
Dimensional Finite-Elements Analysis. s.l. : Clinical Oral Implants Research , 2005. págs. 16;486-494.
Desplazamientos
FUERZA
Mayor
Esfuerzo
Gonzales H, Ardila L. Comparacion de la Distribucion de Esfuerzos en Dos Tipos de Rosca Cuadrada ( Implantes SIS) y Whitworth (Implantes
Screw-Vent) Ante Fuerzas Compresivas, Mediante el Metodo de Elementos Finitos Tridimensionales. [ed.] Informe de Investigacion. Fundacion
C.I.E.O. 2003.
Bohórquez, A., Ortega, C. y Toro, B. Comparación de la Distribución de Esfuerzos ante Fuerzas Compresivas Entre los Implantes SIS-SIH y
MIS-Seven con Diferentes Configuración de Rosca. Analisis por Elementos Finitos. [ed.] Informe de Investigación. Fundación C.I.E.O. 2010.
Estrés en el Hueso
FUERZA
Gonzales H, Ardila L. Comparacion de la Distribucion de Esfuerzos en Dos Tipos de Rosca Cuadrada ( Implantes SIS) y Whitworth (Implantes
Screw-Vent) Ante Fuerzas Compresivas, Mediante el Metodo de Elementos Finitos Tridimensionales. [ed.] Informe de Investigacion. Fundacion
C.I.E.O. 2003.
Bohórquez, A., Ortega, C. y Toro, B. Comparación de la Distribución de Esfuerzos ante Fuerzas Compresivas Entre los Implantes SIS-SIH y
MIS-Seven con Diferentes Configuración de Rosca. Analisis por Elementos Finitos. [ed.] Informe de Investigación. Fundación C.I.E.O. 2010.
Esfuerzo
Estrés en el Hueso
FUERZA
Esfuerzo
Gonzales H, Ardila L. Comparacion de la Distribucion de Esfuerzos en Dos Tipos de Rosca Cuadrada ( Implantes SIS) y Whitworth (Implantes
Screw-Vent) Ante Fuerzas Compresivas, Mediante el Metodo de Elementos Finitos Tridimensionales. [ed.] Informe de Investigacion. Fundacion
C.I.E.O. 2003.
Bohórquez, A., Ortega, C. y Toro, B. Comparación de la Distribución de Esfuerzos ante Fuerzas Compresivas Entre los Implantes SIS-SIH y
MIS-Seven con Diferentes Configuración de Rosca. Analisis por Elementos Finitos. [ed.] Informe de Investigación. Fundación C.I.E.O. 2010.
Mayor
Esfuerzo
Estrés en el Implante en el Punto B
FUERZA
Mayor
Esfuerzo
Gonzales H, Ardila L. Comparacion de la Distribucion de Esfuerzos en Dos Tipos de Rosca Cuadrada ( Implantes SIS) y Whitworth (Implantes
Screw-Vent) Ante Fuerzas Compresivas, Mediante el Metodo de Elementos Finitos Tridimensionales. [ed.] Informe de Investigacion. Fundacion
C.I.E.O. 2003.
Bohórquez, A., Ortega, C. y Toro, B. Comparación de la Distribución de Esfuerzos ante Fuerzas Compresivas Entre los Implantes SIS-SIH y
MIS-Seven con Diferentes Configuración de Rosca. Analisis por Elementos Finitos. [ed.] Informe de Investigación. Fundación C.I.E.O. 2010.
Esfuerzo
Estrés en el Implante en el Punto B
FUERZA
Mayor
Esfuerzo
Gonzales H, Ardila L. Comparacion de la Distribucion de Esfuerzos en Dos Tipos de Rosca Cuadrada ( Implantes SIS) y Whitworth (Implantes
Screw-Vent) Ante Fuerzas Compresivas, Mediante el Metodo de Elementos Finitos Tridimensionales. [ed.] Informe de Investigacion. Fundacion
C.I.E.O. 2003.
Bohórquez, A., Ortega, C. y Toro, B. Comparación de la Distribución de Esfuerzos ante Fuerzas Compresivas Entre los Implantes SIS-SIH y
MIS-Seven con Diferentes Configuración de Rosca. Analisis por Elementos Finitos. [ed.] Informe de Investigación. Fundación C.I.E.O. 2010.
Estrés en el Implante en la Superficie Oclusal
FUERZA
Esfuerzo
Gonzales H, Ardila L. Comparacion de la Distribucion de Esfuerzos en Dos Tipos de Rosca Cuadrada ( Implantes SIS) y Whitworth (Implantes
Screw-Vent) Ante Fuerzas Compresivas, Mediante el Metodo de Elementos Finitos Tridimensionales. [ed.] Informe de Investigacion. Fundacion
C.I.E.O. 2003.
Bohórquez, A., Ortega, C. y Toro, B. Comparación de la Distribución de Esfuerzos ante Fuerzas Compresivas Entre los Implantes SIS-SIH y
MIS-Seven con Diferentes Configuración de Rosca. Analisis por Elementos Finitos. [ed.] Informe de Investigación. Fundación C.I.E.O. 2010.
Estrés en el Implante en Superficie Oclusal
•La forma como se aplica la carga sobre la restauración es determinante en
la distribución del estrés y los desplazamientos en el hueso y el implante,
independiente del diseño.
•Con el incremento de la carga y la angulación sobre la corona los
desplazamientos y esfuerzos crecen exponencialmente.
•Al aplicar la carga fuera de el eje longitudinal del implante se producen
mayores desplazamientos y esfuerzos en el hueso y el implante.
•Realizar un estudio con cargas aplicadas en el punto A, B, C .
•Desarrollar una investigación aumentando el diámetro del implante en T.
•Hacer un estudio con el mismo diseño de implantes pero con una
configuración de hueso mandibular reabsorbido, considerando el canal del
nervio dentario y otro tipo de densidad ósea.
•Elaborar un análisis sobre estrés y desplazamientos del implante en T
como pilar en prótesis parcial fija.
•Desarrollar un estudio retrospectivo de implantes en T, colocados en la
Fundación C.I.E.O. y evaluar el porcentaje de éxito.
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