Efecto de la Angulación de los Implantes y Geometría de la Barra en el Comportamiento Biomecánico de Prótesis Hibridas Implanto-Soportadas
Motivación: Los tratamientos para la reconstrucción de la dentadura en pacientes totalmente edéntulos son de suma importancia dado que es necesario reponer las piezas faltantes, con el fin de evitar problemas de desgaste del hueso además de recuperar las funciones de fonética y masticación de la man...
- Autores:
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Diaz Robles, David Mauricio
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Santo Tomás
- Repositorio:
- Repositorio Institucional USTA
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Motivación: Los tratamientos para la reconstrucción de la dentadura en pacientes totalmente edéntulos son de suma importancia dado que es necesario reponer las piezas faltantes, con el fin de evitar problemas de desgaste del hueso además de recuperar las funciones de fonética y masticación de la mandíbula, dada la importancia de este tipo de rehabilitaciones es necesario reducir los riesgos de fallas y lograr el diseño de una prótesis funcional. Planteamiento del problema: La implementación de prótesis implanto soportadas trae consigo varios beneficios dado que con este sistema anclado con implantes al tejido óseo se logra brindar una buena estabilidad y durabilidad en el proceso de rehabilitación total de la dentadura, sin embargo, no existe un diseño de barra en función de los implantes que sea determinante para este tipo de prótesis. Metodología: Se modelaron 6 casos de estudio con una condición de carga, teniendo en cuenta los elementos necesarios para la fijación de una prótesis al tejido óseo (Implantes, Pilares, barra de soporte y tornillo fijador). Posteriormente, se establecieron las condiciones adecuadas (materiales, discretización del modelo y contactos mecánicos) para realizar la simulación un caso de masticación al emplear la metodología de los elementos finitos (FE). Resultados: Los esfuerzos VM máximos en todos los elementos de los modelos son presentados por los implantes, alcanzando un máximo de 364 MPa con las condiciones de carga establecidas. Sin embargo, el tejido óseo, si bien presenta tensiones más bajas en comparación con otros elementos del conjunto, es propenso a fallar ya que las tensiones, en algunos casos, superan las tensiones de fluencia del material. Conclusión: Con los resultados obtenidos de las simulaciones, el modelo a-t es el más funcional dado que los esfuerzos a tensión en el tejido trabecular son menos elevados. |
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Arat Bilhan, S., Baykasoglu, C., Bilhan, H., Kutay, O., & Mugan, A. (2015). Effect of attachment types and number of implants supporting mandibular overdentures on stress distribution: A computed tomography-based 3D finite element analysis. Journal of Biomechanics, 48(1), 130–137. doi: 10.1016/j.jbiomech.2014.10.022 Azcarate-Velázquez, F., Castillo-Oyagüe, R., Oliveros-López, L. G., Torres-Lagares, D., Martínez-González, Á. J., Pérez-Velasco, A., Lynch, C. D., Gutiérrez-Pérez, J. L., & Serrera-Figallo, M. Á. (2019). Influence of bone quality on the mechanical interaction between implant and bone: A finite element analysis. Journal of Dentistry, 88(June), 103161. doi: 10.1016/j.jdent.2019.06.008 Barão, V. A. R., Delben, J. A., Lima, J., Cabral, T., & Assunção, W. G. (2013). Comparison of different designs of implant-retained overdentures and fixed full-arch implant-supported prosthesis on stress distribution in edentulous mandible - A computed tomography-based three-dimensional finite element analysis. Journal of Biomechanics, 46(7), 1312–1320. doi: 10.1016/j.jbiomech.2013.02.008 Baron, S., & Ahearne, E. (2018). Fundamental mechanisms of chip formation in orthogonal cutting of medical grade cobalt chromium alloy (ASTM F75). CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 23, 54–63. doi: 10.1016/j.cirpj.2018.09.002 Basunbul, A., Goktug, G., & Morgano, S. M. (2021). Modification of denture teeth for improved occlusal stability of a maxillary removable complete denture opposed by a mandibular implant-supported fixed complete denture: A clinical report. Journal of Prosthetic Dentistry, 125(1), 22.e1-22.e6. doi: 10.1016/j.prosdent.2020.08.019 Biswas1, B. K., & Pa, S. B. S. (2013). BIOMECHANICAL ANALYSIS OF NORMAL AND IMPLANTED TOOTH (pp. 17–23). International Journal of Engineering and Applied Sciences. Caeiro, J. R., González, P., & Guede, D. (2013). Biomechanics and bone (& II): trials in different hierarchical levels of bone and alternative tools for the determination of bone strength. Revista de Osteoporosis y Metabolismo Mineral, 5(2), 99–108. Chochlidakis, K., Einarsdottir, E., Tsigarida, A., Papaspyridakos, P., Romeo, D., Barmak, A. B., & Ercoli, C. (2020). Survival rates and prosthetic complications of implant fixed complete dental prostheses: An up to 5-year retrospective study. Journal of Prosthetic Dentistry, 124(5), 539–546. doi: 10.1016/j.prosdent.2019.11.022 Curtis, D. A., Plesh, O., Hannam, A. G., Sharma, A., & Curtis, T. A. (1999). Modeling of jaw biomechanics in the reconstructe mandibulectomy patient. In The Journal of prosthetic dentistry (Vol. 81, Issue 2, pp. 167–173). doi: 10.1016/S0022-3913(99)70244-1 Daou, E. E. (2013). Stud attachments for the mandibular implant-retained overdentures: Prosthetic complications. A literature review. Saudi Dental Journal, 25(2), 53–60. doi: 10.1016/j.sdentj.2012.12.003 de la Rosa Castolo, G., Guevara Perez, S. V., Arnoux, P. J., Badih, L., Bonnet, F., & Behr, M. (2019). Implant-supported overdentures with different clinical configurations: Mechanical resistance using a numerical approach. Journal of Prosthetic Dentistry, 121(3), 546.e1-546.e10. doi: 10.1016/j.prosdent.2018.09.023 Dierens, M., Collaert, B., Deschepper, E., Browaeys, H., Klinge, B., & De Bruyn, H. (2009). Patient-centered outcome of immediately loaded implants in the rehabilitation of fully edentulous jaws. Clinical Oral Implants Research, 20(10), 1070–1077. doi: 10.1111/j.1600-0501.2009.01741.x Eberle, S., Göttlinger, M., & Augat, P. (2013). An investigation to determine if a single validated density-elasticity relationship can be used for subject specific finite element analyses of human long bones. Medical Engineering and Physics, 35(7), 875–883. doi: 10.1016/j.medengphy.2012.08.022 Karataban, P., Demirel, O., & Ortug, G. (2022). An investigation into the total mandibular length and its potential correlation with the intraoral forces. Translational Research in Anatomy, 27. doi: 10.1016/j.tria.2022.100176 Oyar, P., Durkan, R., & Deste, G. (2020). The effect of the design of a mandibular implant-supported zirconia prosthesis on stress distribution. Journal of Prosthetic Dentistry, 1–11. doi: 10.1016/j.prosdent.2020.05.027 Shishesaz, M., Ahmadzadeh, A., & Baharan, A. (2016). Finite element study of three different treatment designs of a mandibular three implant-retained overdenture. Latin American Journal of Solids and Structures, 13(16), 2826–2844. doi: 10.1590/1679-78253212 Topkaya, T., & Solmaz, M. Y. (2015). The effect of implant number and position on the stress behavior of mandibular implant retained overdentures: A three-dimensional finite element analysis. 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Repositorio Institucional.http://hdl.handle.net/11634/53862reponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásinstname:Universidad Santo Tomásrepourl:https://repository.usta.edu.coMotivación: Los tratamientos para la reconstrucción de la dentadura en pacientes totalmente edéntulos son de suma importancia dado que es necesario reponer las piezas faltantes, con el fin de evitar problemas de desgaste del hueso además de recuperar las funciones de fonética y masticación de la mandíbula, dada la importancia de este tipo de rehabilitaciones es necesario reducir los riesgos de fallas y lograr el diseño de una prótesis funcional. Planteamiento del problema: La implementación de prótesis implanto soportadas trae consigo varios beneficios dado que con este sistema anclado con implantes al tejido óseo se logra brindar una buena estabilidad y durabilidad en el proceso de rehabilitación total de la dentadura, sin embargo, no existe un diseño de barra en función de los implantes que sea determinante para este tipo de prótesis. Metodología: Se modelaron 6 casos de estudio con una condición de carga, teniendo en cuenta los elementos necesarios para la fijación de una prótesis al tejido óseo (Implantes, Pilares, barra de soporte y tornillo fijador). Posteriormente, se establecieron las condiciones adecuadas (materiales, discretización del modelo y contactos mecánicos) para realizar la simulación un caso de masticación al emplear la metodología de los elementos finitos (FE). Resultados: Los esfuerzos VM máximos en todos los elementos de los modelos son presentados por los implantes, alcanzando un máximo de 364 MPa con las condiciones de carga establecidas. Sin embargo, el tejido óseo, si bien presenta tensiones más bajas en comparación con otros elementos del conjunto, es propenso a fallar ya que las tensiones, en algunos casos, superan las tensiones de fluencia del material. Conclusión: Con los resultados obtenidos de las simulaciones, el modelo a-t es el más funcional dado que los esfuerzos a tensión en el tejido trabecular son menos elevados.Motivation: Treatment options for the reconstruction of teeth in completely edentulous patients are of utmost importance. It is necessary to replace missing teeth to avoid problems such as bone wear and to restore the phonetic and chewing functions of the jaw. Given the significance of this type of rehabilitation, reducing the risks of failure and achieving the design of a functional prosthesis becomes crucial. Problem Statement: The implementation of implant-supported prostheses brings several benefits. This system, anchored with implants to the bone tissue, can provide good stability and durability in the total rehabilitation process of the denture. However, a decisive factor for this type of prosthesis is the lack of a bar design depending on the implants. Methodology: Six study cases were modeled under loading conditions, considering the elements necessary for fixing a prosthesis to bone tissue (implants, abutments, support bar, and fixing screw). Subsequently, predetermined conditions (materials, model discretization, and mechanical contacts) were established to simulate a chewing case using the finite element (FE) methodology. Results: The maximum von Mises stresses in all the elements of the models are induced by the implants, reaching a maximum of 364 MPa under the established loading conditions. However, the bone tissue, while presenting lower stresses compared to other elements of the set, is prone to failure since the stresses, in some cases, exceed the yield stresses of the material. Conclusion: Based on the simulation results, the a-t model proves to be the most functional, as the tensile stresses in the trabecular tissue are less high.Ingeniero MecánicoPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería MecánicaFacultad de Ingeniería MecánicaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Efecto de la Angulación de los Implantes y Geometría de la Barra en el Comportamiento Biomecánico de Prótesis Hibridas Implanto-SoportadasHybrid prosthesesImplantsSupport barBone tissuesStressIngeniería MecánicaHuesoMandíbulaPrótesis hibridasImplantesBarra soporteTejidos óseosEsfuerzosTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA BogotáArat Bilhan, S., Baykasoglu, C., Bilhan, H., Kutay, O., & Mugan, A. (2015). Effect of attachment types and number of implants supporting mandibular overdentures on stress distribution: A computed tomography-based 3D finite element analysis. Journal of Biomechanics, 48(1), 130–137. doi: 10.1016/j.jbiomech.2014.10.022Azcarate-Velázquez, F., Castillo-Oyagüe, R., Oliveros-López, L. G., Torres-Lagares, D., Martínez-González, Á. J., Pérez-Velasco, A., Lynch, C. D., Gutiérrez-Pérez, J. L., & Serrera-Figallo, M. Á. (2019). Influence of bone quality on the mechanical interaction between implant and bone: A finite element analysis. Journal of Dentistry, 88(June), 103161. doi: 10.1016/j.jdent.2019.06.008Barão, V. A. R., Delben, J. A., Lima, J., Cabral, T., & Assunção, W. G. (2013). Comparison of different designs of implant-retained overdentures and fixed full-arch implant-supported prosthesis on stress distribution in edentulous mandible - A computed tomography-based three-dimensional finite element analysis. Journal of Biomechanics, 46(7), 1312–1320. doi: 10.1016/j.jbiomech.2013.02.008Baron, S., & Ahearne, E. (2018). Fundamental mechanisms of chip formation in orthogonal cutting of medical grade cobalt chromium alloy (ASTM F75). CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 23, 54–63. doi: 10.1016/j.cirpj.2018.09.002Basunbul, A., Goktug, G., & Morgano, S. M. (2021). Modification of denture teeth for improved occlusal stability of a maxillary removable complete denture opposed by a mandibular implant-supported fixed complete denture: A clinical report. Journal of Prosthetic Dentistry, 125(1), 22.e1-22.e6. doi: 10.1016/j.prosdent.2020.08.019Biswas1, B. K., & Pa, S. B. S. (2013). BIOMECHANICAL ANALYSIS OF NORMAL AND IMPLANTED TOOTH (pp. 17–23). International Journal of Engineering and Applied Sciences.Caeiro, J. R., González, P., & Guede, D. (2013). 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