Estudo numérico e experimental do sistema biomecânico osso-implante dentário

Abstract

Com o presente trabalho pretendeu-se caracterizar o estado de tensão fisiológico, provocado por um dente natural. O conhecimento do mecanismo de transferência de carga, entre o dente e o osso alvéolar são fundamentais para o desenvolvimento de um novo sistema de implante dentário. Nos dentes naturais é o ligamento periodontal (LPD) que, para além de fornecer nutrição e suporte ao dente, desempenha um papel fundamental no mecanismo de transferência de carga entre o dente e o osso alvéolar. A caracterização do LPD foi feita pelo método dos elementos finitos e também foi caracterizado experimentalmente o LPD de espécimes de porco. O LPD vai amortecer as cargas transmitidas ao osso e o novo implante deve ser capaz de reproduzir esse efeito de amortecimento, recreando assim, tanto quanto possível um estado de tensãodeformação próximo do fisiológico. Um implante com tais capacidades vai estimular positivamente o osso no mecanismo de remodelação óssea, garantindo a sua estabilidade a médio e longo prazo. Foi estudado e verificado experimentalmente, o efeito de amortecimento, provocado pela utilização de uma barreira elastomérica, no mecanismo de transferência de carga entre o implante e uma mandíbula cadavérica, utilizada para o efeito. Para as medições experimentais foi utilizado um método inovador de medida em Biomecânica, baseado em sensores de fibra óptica. Foram também fabricados e caracterizados, tanto numericamente como experimentalmente, três tipos de macromodelos de implantes dentários. Estes modelos baseiam-se no conceito de que um implante fabricado com dois materiais, de rigidez diferentes, também pode reproduzir o estado de tensão-deformação fisiológico.

Within this work it is achieved the stress-strain pattern, induced by a natural tooth. The knowledge of the load mechanism transfer, from the tooth to the alveolar bone, are the main issues for the development of a new dental implant system. The periodontal ligament is important in this mechanism because it functions like a stress absorber barrier. It was made the finite element analysis of the PDL and it was also characterized experimentally porcine specimens of PDL. It was tested numerically and experimentally the use of a stress barrier absorber in the dental implant. The use of the stress barrier is to simulate de LPD and to replicate the physiologic stress-strain pattern. Such a dental implant system can stimulate positively the alveolar bone in the bone remodelling process, permitting the long term success and stability of the dental Is was also studied experimentally the effect of the shock absorber membrane in a dental implant, implanted in a cadaveric mandible. For the experimental measurements t was used a novel system in Biomechanics, based in the use of fiber Bragg grating sensors. It was also created and numeric an experimentally tested, macromodels of dental implants, build up in two different materials. The idea is to demonstrate that an implant built up in different materials can also replicate the physiologic stress-strain pattern.