Distribución de los esfuerzos en tres tipos de elementos intrarradiculares con diferentes longitudes

Abstract

ABSTRACT: The purpose of this study was to observe the stress distribution of teeth restored with intraradicular retention elements (posts) of different lengths, using the finite element analysis (FEA). Methods: a tridimensional model of finite elements (4mm model with 34010 nodes and 9317 elements, 6 mm model with 36798 nodes and 10371 elements, 8 mm model with 38587 nodes and 11025 elements) of an upper central incisor is presented. The model of the dowel restored tooth involved trabecular bone, cortical bone, periodontal ligament, gingiva, root, gutta-percha, resin luting cement, posts, composite resin core (for prefabricated posts), metallic posts and metal ceramic crown. The dowels were fabricated with noble metal casting alloy, titanium and fiber glass. The dowels were cemented with resin luting cement. The variables included were modulus of elasticity, Poisson´s ratio, and post’s length (4, 6 and 8 mm). A load of 1N was applied to the crown at an angle of 45 degrees; von Mises stresses, main maximum and minimum stresses, maximum shear stress were then calculated. Results: finite element analysis indicated that the distribution of stresses generated on the modeled tooth with different post lengths decreased significantly, this is in agreement with an inverse proportional relationship with the material’s modulus of elasticity. Stresses on the root were also reduced when post length was increased (4, 6 and 8 mm). Conclusions: within the limitations of this study, it was found that strong variations exist with respect to the post length in relation with the stress distribution on the dentin and in the post itself, being less the distribution of stresses in the dentin and in the posts with more length and with a higher modulus of elasticity.

RESUMEN: El objetivo fue observar la distribución de los esfuerzos en los dientes restaurados con elementos de retención intrarradicular (postes) de diferentes longitudes, usando el análisis de elementos finitos (AEF). Métodos: un modelo tridimensional de elementos finitos (modelo de 4 mm con 34.010 nodos y 9.317 elementos, modelo de 6mm con 36.798 nodos y 10.371 elementos, modelo de 8 mm con 38.587 nodos y 11.025 elementos) de un incisivo central superior es presentado. El modelo del diente restaurado con un poste está formado por hueso esponjoso, hueso cortical, ligamento periodontal, encía, raíz, gutapercha, cemento resinoso, postes, muñón de resina (para postes prefabricados), cofia metálica y corona cerámica. Los diferentes postes fueron modelados en una aleación de metal noble, titanio y fibra de vidrio. Los postes fueron cementados con cemento resinoso. Las variables incluidas en el modelado fueron el módulo de elasticidad, la razón de Poisson y la longitud del poste (4, 6 y 8 mm). Se aplicó una carga de 1 N en la corona con una inclinación de 45o y fueron calculados los esfuerzos de von Mises, los esfuerzos máximos y mínimos principales y los esfuerzos máximos cortantes. Resultados: el análisis de elementos finitos indicó que la distribución de los esfuerzos generados en el diente modelado con los diferentes postes disminuyó significativamente, de acuerdo con una relación inversamente proporcional con el módulo de elasticidad del material. Los esfuerzos en la raíz también se vieron reducidos al incrementar la longitud del poste (4, 6 y 8 mm). Conclusiones: con las limitantes de este estudio, se encontró que existen variaciones marcadas con respecto a la longitud de los postes relacionadas con la distribución de los esfuerzos en la dentina y en el mismo poste, siendo menor la distribución de los esfuerzos en la dentina con postes de mayor longitud y de mayor módulo de elasticidad.