Orientadora: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Erick Siqueira Guidi / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: O conector bipartido, por sua simplicidade construtiva quando comparado ao conector tipo "collet" se torna um componente mecânico bastante atrativo para unir equipamentos em situações na qual não há carga externa de momento fletor. A proposta desse trabalho foi mostrar em detalhes o projeto de um conector bipartido para operar com 68,9 MPa de pressão interna e travado por quatro parafusos UN 1,25" - 8 FPP submetido ao torque de 762,3 N.m (gerando pré-carga de 221,4 kN em cada um dos quatro parafusos) que foi suficiente para energizar o selo metálico e garantir que as faces dos "hubs" se encostassem durante a montagem. A análise foi considerada em duas situações, mínimo coeficiente de atrito (0,08) e máximo coeficiente de atrito (0,15) nas faces de contato entre os Hubs e Bipartidos. Para a condição de mínimo atrito foi verificado que o nível de tensão gerado nas peças do conector não ultrapassa o limite de aceitação da API 6A e API 17D. Para a condição de máximo atrito, foi comprovado que na pior situação tem-se pressão de contato na região de vedação superior a três vezes o valor da pressão hidrostática referente à lâmina d'água de 3000 metros, garantindo que não haverá entrada de água do mar no sistema, mesmo em uma situação extrema na qual a pressão interna seja nula. Para as análises de elementos finitos, foi utilizado o software Abaqus CAE / Abstract: The clamp connector, due to your built simplicity in comparison to the collet connector is an attractive part to connect equipment where there is no external bending moment. The purpose of this job was show in details the clamp connector design for 68.9 MPa internal working pressure locked by four screws UN 1.25"-8 TPI under torque 762.3 N.m (that created bolt load 221.4 kN at each one of the four screws) that was enough to set the seal and ensure hub face to face during assembly. The analysis was considered in two situations, minimum friction (0.08) and maximum friction (0.15) at the contact faces between the Hubs and Clamps. At the minimum friction condition, was verified the stress level at the parts is acceptable by API 6A and API 17D. At the maximum friction condition, was verified at the worst condition the contact press at sealing area is higher than 3 times the hydrostatic pressure at 3000 meters water depth, and therefore enough to ensure no sea water entering in the system at the extreme situation where there is no internal pressure. For the finite element analysis was used the software Abaqus CAE / Mestre

A reabilitação da região anterior com próteses sobre implantes é um procedimento complexo pela quantidade de fatores que devem ser controlados. Nos casos em que o paciente apresenta estruturas anatômicas ou deficiências ósseas na região da prémaxila, que impeçam o ideal posicionamento de todos os implantes possíveis, o clínico deverá escolher entre um planejamento com prótese em cantilever ou fixa convencional. O sucesso clínico de reabilitação com implantes está relacionado, principalmente, pelo modo com que as tensões mecânicas são transferidas do implante para o osso circundante, sem gerar tensões que possam colocar em risco a longevidade dos implantes e próteses. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar, por meio de análise de elementos finitos, a distribuição de cargas em planejamento com implantes na região anterior da maxila em diferentes posições (incisivo central e lateral), conexões (cone morse e hexágono externo), diâmetros (4mm e 3,75mm), comprimentos (8,5mm e 10mm) e material restaurador (metalocerâmica e resina acrílica). Um modelo de maxila foi obtida a partir de um banco de dados e transformada em um modelo tridimensional por meio do software Invesalius v.3.0. O modelo da maxila foi simplificado e considerada a espessura de 2mm de osso cortical. Os modelos dos implantes utilizados foram fornecidos pela empresa em formato virtual. Foram criados modelos de prótese em cantilever com implantes de 4mm de diâmetro na região dos incisivos centrais e prótese fixa convencional com implantes de 3,75mm de diâmetro na região dos incisivos laterais, ambos com conexões de hexágono externo e cone morse, com comprimentos de 8,5 e 10 mm e restaurações em resina acrílica e metalocerâmicas. Os modelos foram simulados aplicando uma carga oblíqua estática de 150 N em 45º em relação ao longo eixo do implante, distribuída no cíngulo dos quatro incisivos, sendo 37,5 N em cada elemento dental. Os implantes, componentes protéticos, copings e subestrutura metálica foram analisados com tensão equivalente Von Mises, porém as tensões perimplantares no osso cortical e na região apical do osso trabecular, foram analisadas por tensões máxima e mínima principais e deformações máxima e mínima principais. O deslocamento também foi considerado em ambos os tipos de restaurações e a análise geral foi feita em todos os modelos tanto qualitativa quanto quantitativamente. Na análise foi observado que a tensão máxima e mínima principal ocorreu sempre no osso cortical, identificando maiores valores na tensão por compressão. Além disso, o planejamento, seja prótese em cantilever ou fixa convencional, comprimento e sistema de conexão, influíram nas tensões do osso cortical, mas não nas deformações do trabecular. As variáveis que mostraram menores tensões principais na estrutura óssea perimplantar foram: prótese em cantilever, conexão cone morse, implantes com comprimento de 8,5mm e restaurações metalocerâmicas. Com relação à tensão equivalente Von Mises, a conexão cone morse apresentou concentração das tensões máximas na união entre o pescoço do implante e pilar, enquanto o hexágono externo concentrou as tensões na subestrutura metálica, plataforma do pilar e roscas do implante. Os modelos em resina acrílica exibiram os maiores valores de deslocamento. Finalmente, todos os modelos apresentaram valores de tensão e deformação dentro dos limites fisiológicos. / Anterior region rehabilitation thorugh implant-supported prosthesis is a complex procedure by the amount of critical factors that must be controlled. In some cases, when patient has bone defects or anatomic structures in the premaxilla, which avoid the ideal number of implant placement, the clinical must choose between a plan with cantilever or conventional fixed prosthesis. The clinical success with implant rehabilitation is mainly related to the way that mechanical stresses are transferred from the implant to surrounding bone without creating overload that will endanger the long life of implants and prostheses. The aim of this study was to assess through finite element analyses the load distribution in planning with implants located at maxilla anterior region with different positions (central and lateral incisor), connection (external hexagon and morse taper), diameter (4mm and 3.75mm), lengths (8.5mm and 10mm), and restorative material (metalloceramic and acrylic resin). A maxilla image was obtained from a database and converted into a three-dimensional model through InVesalius software v.3.0. The model was simplified and considered a cortical bone thickness of 2mm. Implant models were provided by the company in a virtual file. Models with 4mm in diameter cantilever prosthesis at the central incisor area and 3.75mm in diameter conventional fixed prosthesis at the lateral incisor were developed. Both kinds of models had external hexagon and morse taper connections, lengths of 8.5 and 10mm and metalloceramic and acrylic resin restorations. The models were loaded with 150 N at an angle of 45º to the long axis of implant, at the cingulum area and with a magnitude of the force applied on each unit of 37.5 N. Implants, abutments, copings and metallic substructures were analyzed through Von Mises equivalent stress. However, stresses of perimplantar bone, cortical and trabecular bone were analyzed through maximum and minimum principal stresses, and maximum and minimum principal strains. Also, total deformation was regarded in both kinds of restorations and a general analysis was performed on all models qualitatively and quantitatively. The analyses showed that maximum and minimum principal stresses were identified in all models on cortical bone, observing the higher compression stress values. Moreover, the planning, cantilever or conventional fixed prosthesis, length and connection system influenced the principal stresses on cortical bone but not the strains on trabecular bone. The factors that exhibited the lowest principals stresses in peri-implant bone structure were: cantilever prosthesis, morse taper connection, implant length of 8,5mm and metal-ceramic restoration. Regarding Von Mises equivalent stress, morse taper connection showed a maximum concentration stresses located in the joint between the implant neck and abutment, while external hexagon exhibited stress concentration in the metallic structure, abutment and implant screws. The models with acrylic resin restorations showed the highest total deformation. Finally, all stresses and strains observed were found within physiological limits.

Elementos dentais endodonticamente tratados geralmente necessitam de retentores intrarradiculares para prover retenção e suporte ao processo restaurador. O objetivo deste estudo foi comparar a eficiência na distribuição de tensões de diferentes modelos de retentores intrarradiculares, através do método dos elementos finitos. Um modelo tridimensional de elementos finitos foi desenvolvido para representar um incisivo central superior endodonticamente tratado e restaurado com uma coroa total cerâmica, e quatro tipos diferentes de pinos pré-fabricados (dois convencionais, e dois modelos customizados) foram inseridos sob esse modelo e comparados quanto à distribuição das tensões às quais foram submetidos. Os quatro pinos diferem em formato e material de composição. O primeiro é um pino pré-fabricado metálico customizado referente à uma patente, com porção coronária anatômica (com curvaturas e formatos semelhantes à coroa anatômica) e flange rosqueável. O segundo pino pré-fabricado é semelhante em formato ao primeiro pino, mas será composto por fibra de vidro. O terceiro é um pino metálico pré-fabricado convencional, sem presença de flange. O quarto pino é semelhante ao terceiro pino em formato, mas será composto por fibra de vidro. Foi aplicada sobre os modelos uma mesma força estática média de 100 N com uma angulação de 135 graus ao longo eixo do dente no centro da face palatina do modelo, com o objetivo de simular a carga mastigatória e obter a distribuição das tensões. A avaliação apresentou os resultados considerando os critérios de Von Mises e tensões máximas principais. Os resultados mostraram que os pinos metálicos customizados resultaram em menores tensões à dentina e à estrutura coronária quando comparados aos pinos convencionais, e que ambos os pinos metálicos apresentaram menores tensões à estrutura coronária se comparados aos pinos em fibra de vidro. Em relação à estrutura dentinária, os pinos metálicos e os pinos em fibra de vidro apresentaram resultados semelhantes quanto à distribuição de tensões. Os modelos em fibra de vidro apresentaram resultados semelhantes em ambas as avaliações. Conclui-se que os modelos customizados foram superiores aos convencionais quando compostos pela liga metálica, mas semelhantes quando compostos por fibra de vidro. / Endodontically treated teeth commonly require a post to provide retention and support to the restorative process. The aim of this study was to compare the efficiency of the distribution stresses of different models of posts through the finite element method. A three-dimensional finite element model was developed to represent an endodontically treated maxillary central incisor restored with a ceramic crown, and four different types of prefabricated posts (two conventional and two customized models) have been inserted in that model and compared regarding the distribution of the stresses to which they were subjected. The four posts differ in size and material composition. The first is a custom metal prefabricated post relating to a patent, with anatomical coronal portion (with curvatures and format similar to the anatomical crown) and threaded flange. The second prefabricated post is similar in format to the first post, but is composed of fiberglass. The third is a conventional prefabricated metal post without the flange. The fourth post is similar to the third in format, but is composed of fiberglass. It was applied on the models the same average static occlusal force of 100N with an angle of 135 degrees to the tooth long axis in the palatal surface of the crown, with an objective of simulate the masticatory load and obtain the stress distribution. The evaluation presented the results considering the Von Mises and Maximum principal stress criteria. The results showed that the customized metal posts resulted in lower stresses to dentin and coronal tooth structure when compared to conventional posts, and both metallic posts had lower stresses in the coronal portion structure compared to glass fiber posts. Regarding the dentinal structure, metal posts and fiberglass posts showed similar results of stresses. The fiberglass models showed similar results in both evaluations. We conclude that the custom models were superior to conventional posts when composed by metal, but similar when composed of fiberglass.

A Análise de Elementos Finitos (AEF) vem sendo utilizada em diversos trabalhos na Odontologia, pois possibilita que o estudo in vitro simule uma situação clínica real. Neste estudo utilizou-se a Análise de Elementos Finitos para avaliar as tensões geradas por prótese total obturadora maxilar Classe II de Okay retida por implantes e utilizando os sistemas de retenção O\'ring e magneto. Avaliaram-se as tensões geradas no tecido ósseo, gengivo-mucoso e barras metálicas após a aplicação de cargas nas mesas oclusal e incisal. A Análise de Elementos Finitos foi realizada empregando-se um modelo digital desenvolvido a partir de uma tomografia computadorizada de um indivíduo edentado adulto, onde se simulou uma perda óssea condizente com uma maxilectomia, simulando a Classe II de Okay. Foram posicionados quatro implantes na maxila, na região de incisivo lateral, canino, segundo pré-molar e primeiro molar esquerdos, todos unidos por barra metálica onde se instalaram os sistemas de retenção escolhidos para esse estudo. Utilizou-se o programa Rhinoceros® versão 5.0 para gerar o modelo BioCAD 3D, onde foram incorporados os modelos CAD dos implantes, UCLAS e dos sistemas de retenção, obtendo-se dois modelos, Modelo 1, O\'ring e Modelo 2, magneto. A malha de elementos finitos foi gerada pelo programa Ansys® e nela foi aplicada uma força de 80 N na plataforma oclusal e 35 N na plataforma incisal, simultaneamente. Foi realizada uma análise qualitativa, correspondente à escala de tensão máxima principal e os valores quantitativos expressos em MPa. O deslocamento da prótese obturadora, no sentido da região sem suporte ósseo, foi maior no Modelo 1, O\'ring. A mucosa de revestimento, o osso cortical e o osso medular sofreram tensões de tração e compressão que variaram de acordo com o sistema de retenção utilizado, sendo que o Modelo 2, magnetos, transferiu mais tensões para essas estruturas. O Modelo 2, magnetos, apresentou tensões na região cervical de três implantes, enquanto o Modelo 1, O\'ring, apresentou somente em um implante. A barra metálica com retenções do tipo magneto sofreu tensões equivalentes de von Mises com valores semelhantes a barra metálica com O\'ring, no entanto a área envolvida foi maior em abrangência. Baseando-se nos resultados apresentados neste estudo, a utilização de ambos sistemas de retenção é indicada para reabilitação com próteses obturadoras implantorretidas, no entanto o modelo que utilizou retenção com O\'ring, apresentou comportamento biomecânico mais favorável para esse tipo de reabilitação. / The Finite Elements Analysis (FEA) has been used in several studies in Dentistry, as it allows that an in vitro study simulates a clinical scenario. In this study the Finite Element Analysis was used to evaluate the bone stress generated by an Okay Class II obturator implant retained prosthesis having Ball/O\'ring and magnetic attachment. The tensions generated over bone, soft tissue and metallic bars were evaluated after applied loads which simulated the masticatory activity. The Finite Elements Analysis, were done utilizing a digital model developed from a computer tomography of an adult subject, where it was simulated a bone loss in accordance with a maxillectomy, simulating an Okay Class II. Four implants were set in the left maxilla, on the lateral incisor, canine, second premolar and first molar, all linked by a metallic bar where the retention system chosen for this study was installed. The Rhinoceros® program, version 5.0 was used to generate the BioCAD 3D model, where the implant CAD models, UCLAS and retention systems were incorporated, obtaining two models, Model 1, Ball/O\'ring and Model 2, magnetic attachment. The finite elements mesh was generated by Ansys® program and an 80 N force was applied over it on the occlusal platform and 35 N on the incisal platform. A qualitative analysis was performed, corresponding to the maximum main stress and the quantitative values expressed on MPa. The obturator prosthesis movement in the direction of the area without the bone support was greater on the Model 1, O´Ring. The soft tissue, the cortical and medullar bones suffered compression and tensions which variated according with the retention system used, the Model 2, magnetic attachment, was the one transferring more stress to these structures. The Model 2, magnetic attachment, presented tensions on the cervical region at 03 implants, while the Model 1, Ball/O\'ring, presented only at one implant. The metallic bar with magnetic attachment suffered von Mises equivalent tensions with similar values to the metallic bar with Ball/O\'ring, however it covered a greater area. Based on the results obtained in this study, the use of both retention systems is indicated in the rehabilitation with implant retained obturator prosthesis, though the Model 1, Ball/O\'ring, presented a biomechanical behavior more suitable to this type of rehabilitation.

O tratamento cirúrgico do câncer bucal pode resultar em graves seqüelas das estruturas anatômicas envolvidas na fisiologia da cavidade bucal. A extensão e a localização da ressecção cirúrgica, assim como a condição dental, são determinantes do planejamento da prótese obturadora. Este trabalho emprega a Análise de Elementos Finitos para o estudo do comportamento biomecânico de uma prótese obturadora maxilar Classe IV de Aramany, em um modelo digital desenvolvido a partir de uma TC de um indivíduo adulto. O modelo tridimensional desenvolvido no programa Rhinoceros® versão 3.0 foi utilizado para a geração da malha de elementos finitos no programa FEMAP/NASTRAN®. Uma força de 120 N foi aplicada nas plataformas oclusal e incisal, correspondentes aos dentes posteriores e anteriores da prótese obturadora, para observação das forças de tensão geradas no tecido ósseo maxilar. Os resultados são apresentados sob a forma de análise qualitativa, indicada pela escala de Tensão Máxima Principal, e análise quantitativa, representada por valores em Mega Pascal (MPa). Observou-se que o carregamento posterior provoca tensão de tração e tensão de compressão, independentemente da região óssea avaliada, induz a uma maior tensão de tração em todas as regiões ósseas observadas e a uma maior tensão de compressão na região média anterior do palato. O carregamento anterior gera tensão de tração em todas as regiões ósseas consideradas e acarreta maior tensão de tração do que tensão de compressão, independentemente da região óssea avaliada. Concluiu-se que ocorre uma tendência de rotação da prótese em direção à área de ressecção cirúrgica, tanto para o carregamento posterior como para o carregamento anterior. O nível das tensões de tração e de compressão observado neste estudo indica que o comportamento biomecânico da prótese obturadora maxilar Classe IV de Aramany encontra-se dentro dos limites fisiológicos do tecido ósseo maxilar. / The surgical treatment of oral cancer may result in severe sequel of the anatomical structures involved in oral physiology. The extension and location of surgical resection, as well as the dental condition, enjoin the prosthetic planning of the obturator prostheses. This study employs the finite elements analysis to evaluate the biomechanical behavior of Aramany Class IV obturator prostheses, in a digital model developed from a computerized tomography of an adult individual. A tridimensional model was constructed applying the software Rhinoceros® version 3.0 and then it was used to develop the finite element mesh in the software FEMAP/NASTRAN®. A 120 N load was applied to the occlusal and incisal surfaces correspondent to the prosthetic teeth. The qualitative analysis was based on Principal Maximum Tension Scale and the quantitative analysis was expressed in Mega Pascal values. Results demonstrated that the posterior load generates tensile and compression stress and a higher tension stress regardless of the osseous region, as well as a higher compression stress on the anterior medial area of residual palate. Anterior load provokes tensile stress in each of the osseous regions evaluated, in addition to a higher tensile then compression stresses, despite of the osseous region. Therefore, it was concluded that the prostheses tends to rotate towards surgical resection areas during posterior and anterior loading. The amount of tensile and compression stresses observed herein indicates that the biomechanical behavior of Aramany Class IV obturator prostheses is within the physiological limits of the maxillary osseous tissue.

Atletas de diversas modalidades esportivas estão sujeitos a sofrer lesões no complexo dento-maxilo-facial por diversos impactos mecânicos, como choques contra o solo, outros atletas, bolas, etc. As principais preocupações dos cirurgiões-dentistas em relação a esses choques são as lesões irreversíveis em elementos dentais e/ou bases ósseas. A melhor estratégia para controlar a ocorrência e gravidade dessas lesões é a utilização de protetores bucais invidualizados, que além da proteção, não diminuem o desempenho dos atletas. Para avaliar a eficiência dos protetores bucais a análise por elementos finitos foi empregada, e o objetivo do presente trabalho foi avaliar o comportamento mecânico do protetor em EVA de diversas espessuras diferentes. A análise por elementos finitos foi conduzida utilizando a geometria de um incisivo central obtida por meio de tomografia computadorizada. A simulação foi constituída pelo esmalte e dentina do elemento dental, protetor bucal em EVA e uma esfera de borracha que era o objeto impactante. As geometrias foram transformadas em elementos sólidos e apenas os nós do terço apical da dentina radicular foram fixados. O pré-processamento foi realizado no Hypermesh® e no LS-PrePost®,o processamento foi feito pelo software LS-DYNA®.O estudo foi observado em 3D. Foram observadas a máxima e a tensão mínima principal no esmalte e na dentina em cinco variáveis: com protetor bucal de 1mm, 2mm, 3mm e 4mm, e como grupo controle foi utilizada uma geometria simples sem EVA. A tensão mínima principal no esmalte ocorreu no centro da face vestibular e seu valor foi maior sem o protetor bucal e diminuiu com o aumento da espessura do protetor, a tensão máxima no esmalte ocorreu na união entre esmalte e dentina na face vestibular. Na dentina a tensão máxima principal ocorreu na face vestibular da raiz e a tensão mínima ocorreu na face palatina. Os resultados mostraram que o protetor bucal foi benéfico, diminuindo as tensões compressivas e de tração no esmalte, porém não mostrou significante melhoria quando as tensões na dentina foram comparadas. / In different sports, the athletes are likely to experience injuries on teeth, soft tissue and bone, usually by mechanic trauma, such as falling on the ground, shocking against other player, balls, etc. The dentist main concerns are the permanent injuries on teeth and bone complex. The best strategy to fight these impairments still is the prevention, using individualized sports mouthguards. To evaluate the efficacy of the mouthguards, the finite element analysis was used, and the purpose of the present study was to evaluate the mechanical behavior to the EVA mouthguard on different thickness. The finite element analysis was made using geometry of a superior central incisor, which was acquired by computerized tomography. The simulation was made with enamel and dentin from the tooth, an EVA mouthguard and a rubber sphere that was the impacting object. All geometries was transformed into solid elements and the knots on the apical third of the root dentin were fixed. The pre-process was made using Hypermesh® and LS-PrePost® e and processing of data was made on LS-DYNA® software. The results were the maximum and minimum main stress on the enamel and dentin solids in five different situations: no mouthguard and mouthguard with thickness of 1mm, 2mm, 3mm and 4mm. The minimum main stress on the enamel was measured at the center of the vestibular surface and the higher value was observed with no mouthguard and the values decreased as the thickness of the mouthguard increased, the maximum main stress on enamel occurred near the amelodentin junction on the vestibular surface, but no significant changes were observed among the situations. As for the dentin the maximum main stress occurred on the buccal surface of the root, and the minimum main stress on the lingual surface. The results show that the mouthguard was efficient decreasing the compressive and tensile stress on enamel, but did not make significant improvement as on both stresses on dentin.

Capítulo 1. Objetivo: Acessar a literatura científica para determinar o nível de evidência científica que suporta a associação da reabsorção radicular inflamatória induzida ortodonticamente (RRIIO) com diferentes sistemas de força ortodôntica. Material e Método: A busca sistemática computadorizada foi realizada nas bases de dados PubMed, Cochrane e Embase, sem restrições quanto ao ano, status ou idioma de publicação. Os critérios de seleção incluíram estudos conduzidos em no mínimo 10 pacientes submetidos ao tratamento ortodôntico com aparelhos fixos ou termoplásticos removíveis, e que apresentaram descrição do sistema de forças utilizado. Resultados: A busca eletrônica inicial das bases de dados identificou 259 artigos. Após o processo de revisão, 21 artigos preencheram os critérios de inclusão. O tamanho da amostra variou entre 10 e 73 pacientes. A maioria dos artigos foi classificada como alto nível de evidência científica e baixo risco de viés. Conclusões: A análise da literatura disponível revelou que parece existir correlação positiva entre o aumento dos níveis de força e o aumento da reabsorção radicular, bem como entre o aumento do tempo de tratamento e o aumento da reabsorção radicular. Além disso, uma pausa na movimentação ortodôntica parece ser benéfica na redução da reabsorção radicular, por facilitar o processo de reparo do cemento. A ausência de um grupo controle, de critérios de seleção dos pacientes, e de exames adequados antes e após o tratamento constituem as falhas de metodologia mais comuns no estudo da RRIIO. Capítulo 2. Objetivos: Verificar por meio da análise de elementos finitos: (1) a influência do aumento da força (25 cN e 225 cN) em três diferentes movimentos ortodônticos (intrusão, inclinação para vestibular e combinação de intrusão e inclinação) na geração de tensões críticas no ligamento periodontal (LP), considerando sua não linearidade, (2) quais tensões podem ser utilizadas como indicadores do risco à RRIIO. Material e Método: Modelo tridimensional de elementos finitos foi construído com geometria axissimétrica para simular um pré-molar inferior unirradicular e seus tecidos circundantes: cemento, LP, osso alveolar cortical e trabecular. Com exceção do LP, os demais materiais foram considerados elásticos, isotrópicos, lineares e homogêneos. Foram simulados três tipos de carregamento: intrusão pura (IP), inclinação para vestibular (IV) e combinação de forças de intrusão e inclinação (CF), e duas magnitudes de força: 25 cN e 225 cN. O deslocamento foi restrito nos nós localizados na base e na lateral do osso cortical. Quatro variáveis respostas foram analisadas: tensão de von Mises (?VM), mínima tensão principal (?3), tensão hidrostática (?H) e tensão radial (?rr). Para cada tensão foi calculado o valor nodal obtido na interface LP-cemento e a média da variável de acordo com a sua localização: lingo-cervical (LC), lingo-média (LM), lingo-apical (LA), vestíbulo-apical (VA), vestíbulo-média (VM), vestíbulo-cervical (VC). Resultados: A distribuição e os picos de ?VM (terço cervical para a intrusão e regiões LC e VA para inclinação e movimento combinado) não foram correspondentes com os locais de maior risco de RRIIO encontrados clinicamente. Maiores valores de ?3 foram obtidos: no terço apical para forças de intrusão de 25 cN e no terço cervical para 225 cN; na região VC para a inclinação e na região VA para o movimento combinado. O perfil de distribuição de ?H e ?rr foi bastante similar: os maiores valores de tensão de compressão foram encontrados no terço apical para a intrusão e nas regiões VC e LA para o movimento de inclinação e combinado. Conclusões: A tensão radial negativa foi considerada o melhor indicador do risco de RRIIO, baseado na coerência com o mecanismo biológico e nas regiões de maior risco de reabsorção para cada tipo de movimento ortodôntico. Devido ao comportamento não linear do LP, o aumento da força provocou um aumento não proporcional das tensões. Na intrusão, o aumento da tensão radial compressiva foi mais significativo para o terço apical, enquanto na inclinação e no movimento combinado para as regiões VC e LA. / Chapter 1. Objective: Assess the literature to determine which evidence level supports the association of orthodontic force system and orthodontically induced inflammatory root resorption (OIIRR). Methods: PubMed, Cochrane, and Embase databases were searched with no restrictions on year, publication status, or language. Selection criteria included human studies conducted with fixed orthodontic appliances or aligners, with at least 10 patients, and the force system well described. Results: A total of 259 articles were retrieved in the initial search. After the review process, 21 full-text articles met the inclusion criteria. Sample sizes ranged from 10 to 73 patients. Most articles were classified as having high evidence levels and low risks of bias. Conclusions: Although a meta-analysis was not performed, from the available literature, it seems that positive correlations exist between increased force levels and increased root resorption, as well as between increased treatment time and increased root resorption. Moreover, a pause in tooth movement seems to be beneficial in reducing root resorption because it allows the resorbed cementum to heal. The absence of a control group, selection criteria of patients, and adequate examinations before and after treatment are the most common methodology flaws in studies of OIIRR. Chapter 2. Objectives: Verify by the finite element analysis: (1) The influence of the loading magnitude (25 cN and 225 cN) in three different orthodontic movements (intrusion, tipping and combination of both) on the stresses generation within the periodontal ligament (PDL) considering its nonlinearity. (2) Which stress criteria can be used as indicators of root resorption risk. Material and Method: Three-dimensional finite element model was constructed with axisymmetric geometry to simulate a single-rooted lower premolar and its surrounding tissues: cementum, PDL, cortical and trabecular alveolar bone. Except for the PDL, the remaining materials were considered elastic, isotropic, linear and homogeneous. Pure intrusion (PI), buccal tipping (BT) and combination of intrusion and tipping forces (CF), applied with two force magnitudes (25 cN and 225 cN), were simulated. The model displacement was restricted at the base and the lateral of cortical bone. Four stress criteria were analyzed: von Mises (?VM), minimum principal stress (?3), hydrostatic stress (?H) and radial stress (?rr). For each criteria it was calculated the nodal stress obtained at the PDL-cementum interface and its average value according to the location: lingual-cervical (LC), lingual-middle (LM), lingual-apical (LA), buccal-apical (BA), buccal-middle (BM), and buccocervical (BC). Results: The distribution and peak of ?VM (cervical third for intrusion, LC and BA regions for buccal tipping and combined movements) did not correspond to the zones where resorption occurs clinically. The highest average values of ?3 were obtained: at the apical third under 25 cN and at the cervical third under 225 cN of intrusion forces; at the BC region under tipping forces, and at the BA region under combined forces. The distribution pattern of ?H and ?rr was very similar: the highest compressive stress values was found at the apical third under intrusion forces and at the BC and LA regions under tipping and combined forces. Conclusions: The radial stress can be considered as the best indicator to predict the OIIRR risk, based on its consistency with the biological mechanism and according to the zones where resorption occurs clinically depending on the type of orthodontic movement. Due to the PDL nonlinearity, the increase of force magnitude caused a non-linear increase of the stress values. For intrusion, the increase of radial stresses was more significant at the apical third, while for buccal tipping and combined movement it was more significant for the BC and LA regions.

Orientador: Márcio de Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-24T09:12:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goulart_DouglasRangel_M.pdf: 2699898 bytes, checksum: e7d2281b73e4ff46b282bf86177c5b1a (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Apesar da evolução do tratamento das fraturas de ângulo mandibular, o conhecimento torna-se restrito quando se trata de fraturas com múltiplos traços ou perda de estrutura óssea, devido à falta de investigações específicas na área. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é desenvolver e avaliar um novo design de placa de fixação interna para tratamento de fraturas complexas de ângulo mandibular por meio do método dos elementos finitos e teste de carregamento linear. Primeiramente foi gerado um modelo tridimensional da mandíbula fraturada no software Rhinocerus 4.0, seguida pela modelagem de placas e parafusos do sistema 2,0 mm. Os modelos foram exportados para o Ansys®, no qual foi aplicado deslocamento de 3 mm no rebordo alveolar na região que corresponde a fossa central do primeiro molar ipsilateral a fratura. Foram avaliados três grupos segundo o método de fixação interna: duas placas do sistema 2,0 mm; duas placas do sistema 2,0 mm locking; e uma placa com novo design do sistema 2,0 mm locking. O modelo computacional foi transferido para um modelo in vitro com mandíbulas de poliuretano, com os mesmos grupos de fixação e padrão de fratura mandibular. Cada grupo foi composto por cinco mandíbulas, cada amostra foi submetida ao teste de carregamento linear na máquina de ensaio universal Instron modelo 4411 até o deslocamento de 5 mm. Para o modelo computacional foi observada uma distribuição mais equilibrada de tensão no novo design de placa, além disso, a fixação com a nova placa apresentou uma tendência de manter os segmentos aproximados. Porém foi observada superioridade da força de reação do grupo com duas placas 2,0 mm locking (651,67 N). No ensaio mecânico o grupo com duas placas locking apresentou maior resistência ao deslocamento de 3 mm com diferenças estatisticamente significativa que o grupo da nova placa (one-way ANOVA; F = 4,92, p = ,013). Foi desenvolvido um modelo de placa para o tratamento de fratura de ângulo mandibular, que na análise de elementos finitos apresentou uma distribuição mais equilibrada das tensões, porém o grupo com duas placas locking apresentou maior resistência mecânica. A nova placa pode substituir duas placas convencionais sem prejuízo de resistência mecânica e com vantagens de apresentar a tendência de manter os segmentos fraturados aproximados quando submetidos a deslocamento / Abstract: Despite the developments concerning the treatment of mandibular angle fractures, knowledge becomes limited when it comes to multiple fractures lines or loss of bone due to the lack of specific investigation in this field. Thus, the aim of this work is developing and evaluating a new design of internal fixation plate for the treatment of the complex mandibular fractures by the finite element method and mechanical testing. A three dimensional model of the fractured mandible was generated in Rhinocerus 4.0 software, and also was performed the modeling of the 2.0 mm system plates. The models have been exported to ANSYS ®, in which it was performed a static application of a force to generate displacement of 3 mm in the first molar region ipsilateral to the fracture. Three groups were evaluated according to the method of internal fixation: two plates of the 2.0 mm non-locking system, two plates of 2.0 mm locking system, and a plate with new design 2.0mm locking system. The computational model was transferred to an in vitro experiment with polyurethane mandibles with the same fixation groups and fracture pattern. Each group with five mandibles was subjected to linear loading test in a universal testing machine Instron Model 4411 to the displacement of 5 mm. A more balanced distribution of stress in the new plate design was observed. In addition, the new plate modified the mechanical behavior of the fractured region with a tendency to keep the approximate segments. However, the superiority of the reaction force of the group with two 2.0mm locking plates was observed (651.67 N). In the mechanical test the group with two locking plates showed greater resistance to the 3 mm displacement with statistically significant difference than the new plate group ( one-way ANOVA , F = 4.92 , p = 013) / Mestrado / Cirurgia e Traumatologia Buco-Maxilo-Faciais / Mestre em Clínica Odontológica

Orientadores: Paulo Henrique Ferreira Caria, Felippe Bevilacqua Prado / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-26T17:30:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freire_AlexandreRodrigues_D.pdf: 4165235 bytes, checksum: 39a64cbf8afdf28035d38f8c66914ac2 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os fenômenos mecanobiológicos envolvem as características mecânicas do tecido, a nível microscópico, relacionadas às mudanças de metabolismo, apresentando mudanças estruturais e fisiológicas. Os estímulos mecânicos na estrutura óssea implicam na presença de tensões e deformações que resultam alterações na remodelação óssea. Nos tecidos dentoalveolares, especialmente no periodonto de suporte, são conhecidas as alterações estruturais resultantes da perda do equilíbrio da oclusão, especialmente no trauma oclusal. Para entender como ocorrem tais alterações mecânicas e respostas biológicas específicas nestes locais, estudos recentes propõem a aplicação da teoria do mecanostato associada à simulação computacional por análise de elementos finitos. Foram apresentados dois estudos para demonstrar as alterações nos estímulos mecânicos computacionalmente e relacionar com as respostas biológicas que alteraram estruturalmente o osso alveolar de suporte na região dos molares. No primeiro estudo foram utilizados animais que se submeteram à cirurgia de extração do segundo e terceiros molares inferiores, unilateralmente, permanecendo o primeiro molar em oclusal isoladamente, o qual ficou sujeito a um trauma oclusal. A oclusão no primeiro molar foi simulada por análise de elementos finitos e os resultados foram comparados com resultados em análise histológica. O estudo conclui que as regiões com aumento de compressão mecânica devido ao dente estar isolado foram compatíveis com áreas de reabsorção observadas histologicamente. O segundo estudo apresentou um modelo experimental de trauma oclusal em animais com a cimentação de resina sobre a superfície oclusal dos molares superiores, unilateralmente. A mordida posterior foi simulada em análise de elementos finitos para observar os estímulos mecânicos no osso alveolar de suporte tanto no primeiro molar superior quanto no inferior do lado com o trauma. Em comparação foi realizada microtomografia computadorizada para avaliar os efeitos biológicos resultando em alteração estrutura, na qual o volume da crista óssea alveolar foi mensurado. O estudo conclui que aumento da compressão observada computacionalmente, possibilita entender a causa da redução de volume óssea na região de interesse, sendo essa redução maior no molar superior, ou seja, com a presença do material cimentado / Abstract: The mechanobiology phenomena involve the mechanical characteristics of tissue in microscopic level, which is related to changes of metabolism and presenting structural and physiological alterations. The mechanical stimuli in bone structure imply in stresses and strain in the tissue which results in changes in bone remodeling. In dentoalveolar tissues, mainly in the supportive periodontium, the structural changes resulted by the loss of occlusal equilibrium are known. To understand how these mechanical changes occurs and its consequent biological responses, recent studies proposed the application of mechanostat theory associated to computational simulation by finite element analysis. Two studies were presented to demonstrate by computational method the changes in mechanical stimuli and relate to biological responses that resulted in structural changes in the alveolar bone support in molar region. In the first study, animals were submitted to extraction of second and third lower molars, unilaterally, and the first lower molar was kept, which was subject to occlusal stress. The molar occlusion was simulated by finite element analysis and the results were compared with histological analysis. The study concluded that the regions with increase of mechanical compression in isolated molar were compatible with resorption areas in histological observation. The second study presented an experimental model of occlusal stress in animals, where a resin block was cemented on the occlusal surface of upper molars, unilaterally. The posterior occlusion was simulated by finite element analysis to observe the mechanical stimuli both first upper and lower molars, in the same side of occlusal stress. In comparison, the micro-CT was performed to evaluate the biological effect resulting in structural changes, in which the alveolar bone crest volume was measured. The study conclude that the increase of compression, observed in computational analysis, gives the possibility to understand the cause of bone volume reduction in the region of interest, being this reduction was major in the upper molar support tissue, i.e. with the presence of cemented material / Doutorado / Anatomia / Doutor em Biologia Buco-Dental

Com o avanço da estética e da qualidade de vida, novos materiais estão sendo utilizados para substituir partes metálicas de próteses, e mais pacientes com rebordos atrofiados desejam uma reabilitação oral fixa. Este estudo teve como objetivo comparar as tensões geradas por próteses implantossuportadas mandibulares em função da variação do material utilizado nas barras e da largura do rebordo ósseo, através de análise por elementos finitos. Dois hemiarcos mandibulares (normal e reabsorvido) foram modelados em software de computador. Dois implantes cone-morse foram inseridos em cada mandíbula, sendo reabilitados com prótese do tipo protocolo. Três materiais diferentes de barra foram utilizados: cobalto-cromo, titânio e resina reforçada por fibras de vidro. Cada prótese recebeu 500N de força oblíqua distribuída entre molar (200N) e pré-molares (150N cada). A função espelho do software de análise foi utilizada para transformar cada hemiarco em arcada total. Foram analisadas as tensões máximas e mínimas principais no osso cortical e trabecular, e a tensão equivalente Von mises na infraestrutura e componentes da prótese. A variação dos materiais de infraestrutura provocou alteração na magnitude das tensões, mas não de forma significativa e nem alterando a forma de distribuição das tensões. Já a quantidade remanescente de rebordo ósseo alterou de forma significativa tanto a magnitude quanto a distribuição das tensões máximas e mínimas principais: no implante anterior localizadas somente no pescoço do implante para a mandíbula normal e no pescoço e espiras do implante para a mandíbula reabsorvida; no implante posterior houve apenas diferença significante de intensidade das tensões, não de localização. A tensão equivalente Von mises se concentrou no micro-unit em todas as situações, sendo mais alterada pela diferença de rebordo do que de material de infraestrutura. Pode-se concluir que tanto a variação da condição do rebordo ósseo remanescente como a variação do a variação do material de infraestrutura da prótese provocaram alterações na intensidade e distribuição das tensões, sendo que a primeira provocou alterações mais significativas do que a segunda / With the advancement of aesthetics and quality of life, new materials are being used to replace metallic parts of prostheses, and more patients with atrophied ridges want a fixed oral rehabilitation. The aim of this study was to compare the stress generated by mandibular implant - supported prostheses in function of the variation of the material used in the bars and the width of the bone ridge, through finite element analysis. Two mandibular hemi arcs (normal and reabsorbed) were modeled in computer software. Two cone-morse implants were inserted into each mandible, being rehabilitated with a implant-supported prostheses. Three different bar materials were used: cobalt-chromium, titanium and fiberglass reinforced resin. Each prosthesis received 500N of oblique load distributed between molar (200N) e and premolars (150N each).. The mirror function of the analysis software was used to transform each hemi arch into total arch. We analyzed the maximum and minimum principal tensions in the cortical and trabecular bone, and the equivalent stress Von mises in the infrastructure and components of the prosthesis. The variation of the materials of infrastructure caused a change in the stress magnitude, but not in a significant way nor changing the form of stress distribution. On the other hand, the remaining amount of bone ridge significantly altered both the magnitude and the distribution of the maximum and minimum principal stresses: in the anterior implant located only in the neck of the implant for the normal mandible and in the neck and spines of the implant for the reabsorbed mandible; in the posterior implant there was only a significant difference in the intensity of the stresses, not in the location. The equivalent stress Von mises was concentrated in the micro-unit in all situations, being more affected by the ridge difference than of infrastructural material. It can be concluded that both the variation of the condition of the remaining bone ridge or the variation of the variation of the infrastructure material of the prosthesis caused changes in the intensity and distribution of the stresses, being so that the first caused more significant alterations than the second