Dentes naturais são envolvidos por um tecido conjuntivo
denominado ligamento periodontal. Quando uma carga é aplicada sobre
os dentes, tem-se um amortecimento natural promovido por esse tecido, que é também
responsável pela paralisação da mastigação
quando algum objeto muito duro é entreposto entre os dentes. Já as
forças aplicadas sobre os implantes, durante a mastigação
ou durante uma parafunção são transmitidas diretamente
para o leito ósseo por falta do ligamento periodontal. Uma sobrecarga
no sistema osso-implante pode levar à reabsorções ósseas
indesejadas ou até a fraturas de componentes desse delicado sistema.
O
uso de ligas superelásticas como componente desse sistema pode
ocasionar uma absorção de energia, benéfica para o
sistema osso-implante. A liga se responsabilizaria pelo amortecimento
artificial, antes realizado pelo ligamento periodontal.
O objetivo deste
trabalho é projetar e analisar um modelo tridimensional
de um sistema implante/osso adjacente utilizando um programa de elementos
finitos, quantificando a energia dissipada no sistema através das áreas
das histereses na curva tensão versus deformação da
liga superelástica (NiTi) e da curva força versus deslocamento
do ponto de aplicação do carregamento. A medição
de absorção de energia pelo sistema será a diferença
da energia transmitida para o sistema no carregamento pela energia necessária
para o descarregamento do mesmo. Será avaliado o efeito da dissipação
de energia do material utilizado na confecção de abutments
de implantes em conseqüência das forças aplicadas.
O fenômeno
da memória de forma do material se dá quando o
aquecimento de uma liga de NiTi leva à transformação da
fase martensítica em fase austenítica. Materiais com memória
de forma podem possuir comportamento superelástico, definido como a capacidade
de retorno do material á sua forma de origem em uma temperatura constante
e próxima à temperatura de completa transformação
austenítica, mas somente pela eliminação da tensão
que está deformando o material. Esse fenômeno é resultado
de uma transformação martensítica induzida pela deformação
do material.
Lagoudas et al. (2003) relatam que há uma dissipação
de
energia proporcionada pela transformação martensítica que
pode chegar a valores muito altos, tais como de 80-90%. Este é um indicativo
da possibilidade de se utilizar materiais superelásticos para a confecção
de aparatos que tenham como função absorver de energia.
O sistema
osso-implante é composto pelo osso de suporte (osso cortical
e osso medular), o pino de implante, componente protético (abutment e
parafuso do abutment), prótese implanto-suportada (coroa e copping) e
as cargas. O modelo utilizado exclui o parafuso do abutment e a coroa dentária,
que tornariam o problema mais complexo.
O osso cortical é a parte óssea com melhores propriedades mecânicas
e onde o implante faz seu travamento mecânico. As tensões são
menos dissipadas nessa região, o que pode explicar ocorrência de
perdas ósseas. O pino de implante é o substituto da raiz dentária.
Os componentes de prótese, também chamados abutments, que são
os elementos intermediários entre o pino de implante e a prótese
implanto-suportada; são fixados através de parafusos que se retêm
na rosca interna do pino de implante.
O modelo computacional busca representar
uma seção de mandíbula
na região do primeiro molar. Esta é uma análise tridimensional
e de geometria simplificada.
Figura
1 - Modelo: prótese e osso cortical e medular
Primeiramente foram obtidas as curvas força-deslocamento
no ponto de maior deslocamento do abutment, com a utilização
de titânio
e NiTi. Depois as medições foram realizadas no ponto de aplicação
do carregamento (que representa a energia total do sistema), onde a área
do loop foi medida, obtendo-se a energia dissipada pelo carregamento
e conseqüente
descarregamento. A quantidade de energia absorvida no ciclo completo
foi avaliada porcentualmente. A absorção de energia foi verificada,
na ordem de 13%. Este valor não é elevado, mas justifica a
continuação dos estudos através do aprimoramento do
modelo e da abordagem do problema, bem como ajustes no projeto do implante.
NiTi
tem um comportamento diferenciado em carregamento cíclico; portanto,
um estudo dinâmico com ênfase na fadiga do material também
deve ser desenvolvido para que seu uso continuado seja previsto. Segundo Nemat-Nasser
et al. (2005), para ciclos de carregamento dinâmico, a capacidade de absorção
de energia da liga tende a um valor estável em função do
número de ciclos. A confecção de um abutment em NiTi pode
ser um processo viável de absorção de impacto, e sua utilização
clínica facilmente aplicável, pois o abutment seria compatível
com sistemas comerciais de implantes já existentes.
EQUIPE: Vicente Tadeu Lopes Buono, Estevam
Barbosa de las Casas, Ana Maria Gontijo Figueiredo, Édson Antônio
Ferreira, Carlos Alberto Cimini Jr. e Ronan Almeida Faustino.
