Accessibility / Report Error

ESTUDO DA DISTRIBUIÇÃO DAS TENSÕES INTERNAS, SOB CARGA AXIAL, EM DENTE HÍGIDO E EM DENTE RESTAURADO COM COROA METALOCERÂMICA E RETENTOR INTRA-RADICULAR FUNDIDO: - MÉTODO DO ELEMENTO FINITO

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF INTERNAL STRESS DISTRIBUTION, UNDER AXIAL FORCE, IN SOUND TOOTH, AND IN TOOTH RESTORED WITH METALLOCERAMIC CROWN AND CAST METAL POST AND CORE

Resumos

Estudou-se comparativamente, pelo método do elemento finito em modelo bidimensional de segundo pré-molar inferior, a distribuição de tensões internas, geradas sob carga axial de 30 kgf em três pontos (contatos principal e estabilizante), em dente natural hígido e em dente endodonticamente tratado. O programa utilizado para o processamento do elemento finito foi o SAP90. Os resultados indicaram maior acúmulo de tensões na metade vestibular, tanto no dente hígido quanto no dente restaurado. As tensões foram mais intensas sob o ponto de aplicação de cargas nos dois modelos. No dente restaurado, as tensões foram maiores devido ao maior módulo de elasticidade dos materiais restauradores, demonstrando que existem diferenças na distribuição das tensões no dente e na base óssea dos dois modelos

Retentor intra-radicular fundido; Distribuição de tensões internas; Método do elemento finito


This study compared the internal stress distribution in a sound tooth with that in an endodontically treated tooth, by the finite element method, in a two-dimensional, lower premolar model, under an axial load of 30 kgf applied to three points (primary occlusal contact and stabilizing occlusal contact). Results indicated that there was a greater cumulation of stress in the buccal half of both teeth. In both models, peak stress was observed at the places where loads were applied. The restored tooth presented greater stress due to the greater Young's modulus of the utilized restoring materials. It was therefore demonstrated that there are differences in the distribution of internal stress between both models

Cast metal post and core; Internal stress distribution; Finite element method


ESTUDO DA DISTRIBUIÇÃO DAS TENSÕES INTERNAS, SOB CARGA AXIAL, EM DENTE HÍGIDO E EM DENTE RESTAURADO COM COROA METALOCERÂMICA E RETENTOR INTRA-RADICULAR FUNDIDO -

MÉTODO DO ELEMENTO FINITO* * Resumo da Tese de Doutorado do Curso de Pós-graduação em Odontologia, área de concentração em Prótese Parcial Fixa, da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. ** Professor Assistente Doutor do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. *** Professor Associado do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. **** Professor Titular do Departamento de Dentística da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. † Professor Titular do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF INTERNAL STRESS DISTRIBUTION, UNDER AXIAL FORCE, IN SOUND TOOTH, AND IN TOOTH RESTORED WITH METALLOCERAMIC CROWN AND CAST METAL POST AND CORE

Matsuyoshi MORI** * Resumo da Tese de Doutorado do Curso de Pós-graduação em Odontologia, área de concentração em Prótese Parcial Fixa, da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. ** Professor Assistente Doutor do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. *** Professor Associado do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. **** Professor Titular do Departamento de Dentística da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. † Professor Titular do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.

Mario UETI*** * Resumo da Tese de Doutorado do Curso de Pós-graduação em Odontologia, área de concentração em Prótese Parcial Fixa, da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. ** Professor Assistente Doutor do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. *** Professor Associado do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. **** Professor Titular do Departamento de Dentística da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. † Professor Titular do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.

Edmir MATSON**** * Resumo da Tese de Doutorado do Curso de Pós-graduação em Odontologia, área de concentração em Prótese Parcial Fixa, da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. ** Professor Assistente Doutor do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. *** Professor Associado do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. **** Professor Titular do Departamento de Dentística da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. † Professor Titular do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.

Tetsuo SAITO† * Resumo da Tese de Doutorado do Curso de Pós-graduação em Odontologia, área de concentração em Prótese Parcial Fixa, da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. ** Professor Assistente Doutor do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. *** Professor Associado do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. **** Professor Titular do Departamento de Dentística da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo. † Professor Titular do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.

MORI, M. et al. Estudo da distribuição das tensões internas, sob carga axial, em dente hígido e em dente restaurado com coroa metalocerâmica e retentor intra-radicular fundido: método do elemento finito. Rev Odontol Univ São Paulo, v.11, n.2, p.99-107, abr./jun. 1997.

Estudou-se comparativamente, pelo método do elemento finito em modelo bidimensional de segundo pré-molar inferior, a distribuição de tensões internas, geradas sob carga axial de 30 kgf em três pontos (contatos principal e estabilizante), em dente natural hígido e em dente endodonticamente tratado. O programa utilizado para o processamento do elemento finito foi o SAP90. Os resultados indicaram maior acúmulo de tensões na metade vestibular, tanto no dente hígido quanto no dente restaurado. As tensões foram mais intensas sob o ponto de aplicação de cargas nos dois modelos. No dente restaurado, as tensões foram maiores devido ao maior módulo de elasticidade dos materiais restauradores, demonstrando que existem diferenças na distribuição das tensões no dente e na base óssea dos dois modelos.

UNITERMOS: Retentor intra-radicular fundido; Distribuição de tensões internas; Método do elemento finito.

INTRODUÇÃO

A restauração do dente endodonticamente tratado visa à reposição de estruturas dentais removidas durante a abertura e o acesso ao endodonto, a instrumentação do canal radicular e a remoção de restaurações antigas e de tecido cariado. O retentor intra-radicular fundido deverá substituir parte da estrutura dental perdida ou removida e suportar o esforço mastigatório sem sofrer deformação e deslocamento, dissipando as cargas e protegendo o remanescente radicular.

O tipo de material utilizado e a técnica restauradora têm sido discutidos por vários autores3,11,26, assim como o método de avaliação, compreendendo ensaios de fraturas12, fotoelasticidade21 e, nos últimos vinte anos, o método de elementos finitos5,7. Esse método tem sido empregado em outras especialidades, tais como Dentística5,7, Ortodontia32,33 e Implantodontia35,37.

A aplicação de cargas sobre um elemento biológico pode alterar sua morfologia29. No dente íntegro, as forças mastigatórias16,19,25,34 são recebidas pelo esmalte e transmitidas à dentina e às estruturas de suporte. Do ponto de vista mecânico, o fenômeno que ocorre na intimidade dos tecidos dentais tem sido muito pouco estudado4,10. Utilizar uma restauração metálica, de resina ou de material cerâmico ou a combinação destes no elemento dental altera as características intrínsecas deste, portanto, torna-se importante conhecer o resultado dessa mudança no dente e em suas estruturas de suporte7.

A utilização de materiais que apresentem alto módulo de elasticidade resulta na transmissão, quase integral, das cargas mastigatórias ao sistema estomatognático31. Esse fato pode ser agravado quando da utilização de um retentor intra-radicular fundido. As paredes que circundam o pino podem estar delgadas, favorecendo a ocorrência de fratura, até mesmo durante o ato da cimentação do pino26,30.

O método de elementos finitos permite simular tensões em modelos matemáticos bi e tridimensionais, reproduzindo estruturas complexas, compostas de esmalte, dentina, ligamento periodontal, osso alveolar e osso cortical. Em dente tratado endodonticamente, acrescentam-se a cerâmica e a liga para infra-estrutura metálica e para o retentor intra-radicular fundido.

Neste estudo, utilizou-se um modelo bidimensional para se verificar o desenvolvimento de tensões em um dente hígido e em outro restaurado com coroa metalocerâmica e retentor intra-radicular fundido (composto de núcleo e pino intra-radicular), quando submetidos a cargas axiais.

REVISÃO DA LITERATURA

Dentes endodonticamente tratados e retentores intra-radiculares

Em 1936, BLACK3 já recomendava a cobertura oclusal completa em dentes endodonticamente tratados. Para evitar a perda excessiva de estrutura dental durante o preparo intra-radicular, ROSENBERG; ANTONOFF26 (1971) indicaram o alargamento do canal radicular às expensas da parede lingual nos dentes superiores e às custas da parede vestibular nos dentes inferiores, para que o remanescente radicular resistisse aos esforços mastigatórios. SAPONE; LORENCKI27 (1981) concluíram que todo dente endodonticamente tratado deveria receber reforço para prevenir fraturas.

As técnicas protéticas devem objetivar a redução e a distribuição adequada de tensões em dentes endodonticamente tratados. Quanto à distribuição das cargas funcionais nesses dentes, HIRSCHFELD; STERN16 (1972) afirmaram que as mesmas eram transferidas da coroa para a raiz e para o tecido ósseo de suporte, através do núcleo e do pino. Esses autores propuseram, como comprimento mínimo do pino, a metade da raiz clínica, para proteção contra a fratura e para melhor distribuição do esforço.

Quanto à medida do pino intra-radicular, GREENWALD11 (1965) afirmou que o mesmo deveria ter 100% do comprimento da coroa. Já para ABDULLAH; MOHAMED1 (1974), o pino deveria possuir pelo menos o comprimento da coroa, ou 4 a 5 mm além, ou, ainda, 2/3 do comprimento da raiz; em raiz curta, a medida deveria ser, para esses autores, 4/5 do comprimento da porção radicular. Por sua vez, COLMAN6, em 1979, recomendou o pino longo, com 3,0 mm de remanescente de guta-percha no ápice, para não prejudicar o selamento apical. O pino longo foi indicado também por McKERRACHER20 (1981), devido à maior retenção e por favorecer a distribuição das tensões, reduzindo o risco de uma fratura vertical. TRABERT; COONEY36 (1984) afirmaram que o pino não deveria ultrapassar 1/3 da largura da raiz.

SPANGLER30 (1980) considerou o pino cônico uma desvantagem, pela menor resistência à tração e pelo efeito de cunha que proporciona.

Relativamente ao material utilizado no retentor intra-radicular fundido, em dente pilar de prótese parcial fixa, KANTOR; PINES18 recomendaram, em 1977, a liga de ouro; os pinos pré-fabricados com núcleo em resina composta estariam indicados apenas para restaurações unitárias. Por fim, HATZIKYRIAKOS et al.13 (1992) verificaram, em observações feitas durante três anos, que os retentores intra-radiculares fundidos apresentaram o maior índice de sucesso comparados a outros dois tipos de pinos pré-fabricados com núcleos em resina composta.

Resistência e tensão

Os estudos de elementos finitos aplicados para a quantificação e a visualização das cargas aplicadas sobre os dentes datam da década de 70, quando THRESHER; SAITO34 (1973) demonstraram, pelo método dos elementos finitos (MEF), que a maior parte da carga mastigatória era recebida pelo esmalte e transferida à raiz. SELNA et al.28 (1975), também pelo MEF, observaram grande concentração de tensões sob o ponto de aplicação de carga e distribuição mais uniforme na raiz. Utilizando ainda o MEF, YETTRAN et al.38 (1976) demonstraram grande concentração de tensões no limite amelo-cementário, relacionando esse resultado com o alto grau de compressão a que estão sujeitas as restaurações inseridas nessa região.

Outras técnicas também foram empregadas para se estudarem os efeitos das tensões sobre os dentes, como é o caso da de MEHTA et al.21 (1976), que, em trabalho de fotoelasticidade em molar sob carga axial, encontraram tensões no terço inferior da raiz e no ápice da mesma.

Na década de 80, REINHARDT et al.25 (1983) empregaram o MEF para simular cargas funcionais em incisivos centrais superiores com pino e núcleo fundido, verificando alta concentração de tensões no ápice do pino e sugerindo grande potencial de fratura nessa situação.

PROPOSIÇÃO

Este trabalho procurou verificar, em dente íntegro e em dente restaurado, as seguintes variações:

1. onde ocorrem as maiores tensões;

2. o desenvolvimento das tensões;

3. as tensões que ocorrem na região mais inferior do corpo da mandíbula;

4. o que ocorre na região apical do dente e no ligamento periodontal, quanto às tensões;

5. as tensões na linha milo-hióidea e na linha oblíqua;

6. as tensões na interface núcleo/pino e na parede do conduto radicular no dente restaurado;

7. as tensões na interface dentina/esmalte no dente íntegro.

MATERIAL E MÉTODO

Foi estruturado, primeiramente, o modelo matemático a ser aplicado no método de elementos finitos. Esse modelo foi construído a partir de fotografias e desenhos de uma mandíbula, seccionada no sentido áxio-vestíbulo-lingual, na região do segundo pré-molar inferior esquerdo, e de um segundo pré-molar inferior esquerdo íntegro, também seccionado.

Para a reprodução fotográfica, o dente foi seccionado com disco de carborundum (S. S. White Company, Philadelphia, USA) de 7/8" de diâmetro. Poliu-se a superfície seccionada com um disco de lixa (S. S. White Company, Philadelphia, USA) de 7/8" de diâmetro, para a identificação do limite esmalte/dentina. O dente e a mandíbula foram fotografados com uma câmara fotográfica Contax 167 MT (Kyocera - Japão), lente Medical 100 DX 1:4 (Yashica- Japão) e filme para diapositivos EKTACHROME 64 ASA (Kodak). O plano de corte foi mantido paralelo ao plano do filme a uma distância de 45 cm, com o centro coincidindo com o centro da objetiva, para manter a proporcionalidade.

Para se obter o desenho, projetou-se o diapositivo do dente (projetor 600H, Eastman Kodak Company- NY- USA) sobre uma folha de papel branco e copiaram-se seu contorno e suas estruturas. Projetando-se da mesma maneira o diapositivo da mandíbula, deslocou-se o papel com o desenho do dente para cima, até originar a figura ideal da composição mandíbula/dente, completando-se a ilustração (Figura 1A). Desenhou-se também uma coroa metalocerâmica com a infra-estrutura metálica, a porcelana e um retentor intra-radicular fundido (Figura 1B). O pino não ultrapassou 1/3 do diâmetro vestíbulo-lingual36 e o seu comprimento foi o mais longo possível, sem prejudicar o selamento apical16, com remanescente de guta-percha de 4mm6,15,23.


A figura obtida foi discretizadaI I DISCRETE - adjetivo: distinto, separado, individualizado; substantivo: parte distinta. DICIONÁRIO inglês - português. 2. ed. Porto Alegre : Ed. Globo, 1966

As medidas foram corrigidas com precisão de 0,01 mm, utilizando-se uma mesa digitalizadora (SUMMA SKETCH 2 PLUS - Summa Graphics, USA) e pôde-se, assim, trabalhar com dimensões correspondentes ao tamanho real do dente. Aplicou-se uma força de 30 kgf, que foi distribuída em três pontos diferentes - nós 290, 288 e 282 -, para que se obtivesse carga axial (contatos principal e estabilizante2) (Figura 2).


Os nós 83, 98, 69, 82, 55, 68, 43, 54, 29, 40, 21, 28, 14, 20, 7, 13, 2, 4 e 1 foram fixados e impedidos de sofrer translação e rotação (Figura 1C). Cada elemento bidimensional recebeu valores referentes ao seu módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson, que foram introduzidos no programa do computador (Tabela 1).

As tensões foram processadas pelo programa SAP90 (Computers & Structures, Inc. USA). Utilizou-se o programa denominado SAPLOT (Computers & Structures, Inc. USA) para obtenção dos desenhos iniciais e finais com a distribuição de tensões (tensões de von Mises). Esse programa determina as zonas de solicitação segundo uma escala de cores correspondentes a cada faixa de tensão.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Tensões no dente hígido

Na Figura 3, tem-se a distribuição das tensões de von Mises no interior do elemento dental íntegro e em suas estruturas de suporte. Os maiores valores estão localizados sob os pontos de aplicação da carga mastigatória na face oclusal, resultados semelhantes aos observados por outros autores28,34, havendo a formação de um gradiente decrescente no valor das tensões, partindo-se da cúspide do dente até o osso esponjoso.




As tensões de von Mises de valores maiores estão deslocadas para o lado vestibular do elemento dental, provavelmente devido à aplicação de carga no contato principal. O fato de as tensões de valores elevados estarem no limite esmalte/dentina é resultado da diferença no módulo de elasticidade entre essas duas estruturas dentais. O acúmulo de tensões na metade vestibular da raiz deve-se, também, à inclinação existente entre a coroa e a raiz, determinada pela conicidade desta.

Pode-se verificar também que, na região mais inferior da mandíbula, praticamente não há tensões de von Mises. Tal fato pode ser explicado pela imobilização do osso cortical através dos nós 83, 98, 69, 82, 55, 68, 43, 54, 29, 40, 21, 28, 14, 20, 7, 13, 2, 4 e 1 (Figura 1C).

Observa-se uma concentração de tensões de von Mises no osso esponjoso, mais especificamente na região do ápice do dente, logo abaixo do ligamento periodontal (Figura 3C). Esse fato sugere que as tensões são absorvidas pelo esmalte, pela dentina e, parte, pelo ligamento periodontal; entretanto, nessa região, originar-se-ia um ponto de apoio do dente quando sob ação de cargas mastigatórias, resultado semelhante aos obtidos por outros métodos17,21. Já nas faces externa e interna da mandíbula, verifica-se a concentração de tensões no osso cortical e em uma porção do osso esponjoso. Segundo HÄUPL14 (1955), "a natureza assegura o máximo de resistência com um mínimo de material", isto é, muda a arquitetura, a fim de suportar esforços. O osso se forma em direção à pressão, no sentido das forças e dos estímulos oclusais8; pode-se relacionar clinicamente esse fato com a forma e a função. Assim, acredita-se que essas tensões atuem como estímulos fisiológicos e sejam dissipadas pelas linhas oblíqua e milo-hióidea.

Verifica-se, também, uma alta concentração de tensões de von Mises na região do colo do dente, por vestibular, no limite amelocementário (Figura 3B). YETTRAN et al.38 (1976) afirmaram que as restaurações localizadas nessa região estão sujeitas a um alto grau de compressão durante a mastigação. A alta concentração de tensões nessa região pode indicar que, na ruptura da cúspide vestibular, a linha de fratura irá terminar nesse ponto. Clinicamente, observa-se que, quase sempre, a linha de fratura termina junto ao colo do dente, logo abaixo da inserção gengival, em função de cárie ou da extensão da restauração.

A conicidade da raiz favorece a distribuição do esforço, com menor concentração de tensão na região do periápice. O ligamento periodontal realmente absorve quase toda a carga, fato já relatado por outros pesquisadores19,32. Observa-se que, nos contatos, ocorrem tensões no sentido horizontal. Tal fato deve-se à inclinação das vertentes das cúspides, que promove uma componente de força no sentido horizontal.

As tensões de von Mises vão diminuindo no sentido do colo do dente para o interior da dentina. Parece lógico esse fato, pois a dentina apresenta um módulo de elasticidade inferior ao esmalte, tendendo a absorver as tensões. Do lado vestibular, encontra-se uma faixa de tensões mais intensa que, partindo da cúspide vestibular, alcança o colo do dente pela interface esmalte/dentina. Pode-se observar um pequeno acúmulo de tensões de von Mises na dentina localizada na face lingual, no limite amelocementário.

Analisando a face oclusal, encontra-se o acúmulo de intensas tensões de von Mises sob os pontos do contato oclusal estabilizante no sentido de separação das cúspides, próximo à fóssula central, onde ocorrem as cáries e são realizadas as restaurações. Pode-se deduzir que, mesmo longe do contato oclusal com o antagonista, o limite da restauração poderá estar sob tensões, possibilitando o aparecimento de falhas na região.

Tensões no dente restaurado

A substituição do esmalte e de parte da dentina por ligas metálicas e material cerâmico provocará alterações na distribuição das tensões internas; torna-se, assim, interessante observar se essas alterações são, do ponto de vista mecânico, benéficas para o dente e suas estruturas vizinhas.

Na Figura 4, tem-se a distribuição de tensões de von Mises no interior do elemento dental restaurado e em suas estruturas de suporte. Os maiores valores também estão localizados sob o ponto de aplicação das cargas mastigatórias na face oclusal funcional. No interior do dente, as tensões maiores concentram-se exatamente em seu centro, na parte correspondente ao pino (quase o comprimento total). Do ponto de vista clínico, é bastante interessante, pois trata-se de um núcleo e de um pino fundido em liga de cobre-alumínio de alto módulo de elasticidade e grande dureza que está apresentando um fulcro no seu terço apical, por estar envolvido pela dentina do remanescente radicular (Figura 4C). O epicentro das tensões cai exatamente na interface pino/parede do conduto. Sabe-se que essa região é extremamente importante, pois sobre ela recai toda a filosofia do preparo intra-radicular. Assim, deve-se considerar o comprimento e a forma cônica do pino intra-radicular (8°) - que possibilitaram a distribuição das tensões ao longo da raiz -, a espessura do remanescente radicular e a implantação óssea, para absorver as cargas e dissipá-las pelo periodonto de sustentação. É importante verificar a ausência de acúmulo de tensões na metade vestibular da raiz.




Na região apical do dente, no osso esponjoso, verifica-se uma pequena concentração de tensões. Esta apresentou-se maior do que no dente natural, em virtude da presença de materiais restauradores com alto módulo de elasticidade.

Pode-se observar, também, uma maior concentração de tensões na metade vestibular da raiz quando sob carga axial, contrariando ROSENBERG; ANTONOFF26 (1971), que recomendaram o alargamento do conduto nos dentes inferiores às expensas da parede vestibular da raiz e às custas de desgaste da parede lingual nos dentes superiores, para não fragilizar o remanescente radicular. Portanto, em ciclo mastigatório, com guia em canino, para os dentes póstero-inferiores, pode-se sugerir o alargamento do conduto às custas da parede lingual, pois, em máxima intercuspidação (MIC), o pino estará gerando tensões mais para a metade vestibular da raiz.

Da mesma forma que no dente hígido, constatou-se a concentração de tensões nos lados externo e interno da mandíbula (linha oblíqua e linha milo-hióidea), porém, esta era ligeiramente maior, provavelmente pela presença de materiais com elevado módulo de elasticidade. Pode-se supor que, para dentes com periodonto comprometido, um material restaurador com alto módulo de elasticidade deva ser preterido.

Na região do colo do dente, a concentração de tensões é quase nula, em virtude, talvez, do término da coroa em chanfro, conforme FARAH; CRAIG9 (1974). Não se observa mais a concentração de tensões de von Mises no lado vestibular no limite amelocementário. Esse fato mostra-nos que a fratura na região cervical é muito remota em dente restaurado com uma coroa total.

O dente que recebeu a coroa metalocerâmica apresentou acúmulo de tensões nas vertentes vestibular e lingual da cúspide vestibular e na vertente vestibular da cúspide lingual, concordando com o trabalho de SUZUKI; HATA31 (1989). Analisando-se a concentração de tensões na cúspide vestibular, esta ocorreu de forma radial (Figura 4B), o que explica, talvez, o sentido de fratura da cerâmica nessa região. Clinicamente, tem-se observado que essas fraturas ocorrem em forma de "lasca", podendo ou não atingir a superfície da infra-estrutura metálica.

As maiores tensões de von Mises dirigem-se para o centro da superfície oclusal da restauração (Figura 4B), que envolve a parte cerâmica da coroa. Esse achado ratifica as afirmações de NALLY et al.22 (1971) de que "sulcos profundos devem ser evitados ao esculpir uma superfície oclusal em cerâmica". A tensão acumulada no núcleo e no pino demonstra que estes receberam e dissiparam as cargas que atuaram sobre a coroa, transmitindo-as à dentina, ao periodonto de sustentação e à base óssea. O comprimento do pino e a conicidade de 8º utilizados neste estudo permitiram uma distribuição bastante uniforme das tensões ao longo da metade vestibular da raiz quando se submeteu o dente à carga axial.

CONCLUSÕES

Os resultados encontrados, frente à metodologia empregada, permitem concluir que:

1. As maiores tensões de von Mises encontram-se sob o ponto de aplicação da carga mastigatória, tanto no dente íntegro como no dente restaurado.

2. No dente hígido, as maiores tensões de von Mises encontram-se deslocadas para o lado de aplicação da carga, enquanto que, no dente restaurado, estas são dirigidas mais para o centro do elemento dental.

3. Na região mais inferior do corpo da mandíbula, encontra-se a menor quantidade de tensões de von Mises, tanto no dente hígido como no dente restaurado.

4. Ocorre na região apical, no osso esponjoso, pequena concentração de tensões de von Mises. Estas são maiores no dente restaurado do que no dente íntegro.

5. No corpo da mandíbula, na região da linha oblíqua e linha milo-hióidea, ocorrem tensões de von Mises. Estas são ligeiramente maiores no dente restaurado do que no dente íntegro.

6. Na interface núcleo/pino e na parede do conduto radicular, ocorre grande concentração de tensões de von Mises no dente restaurado.

7. Há grande concentração de tensões de von Mises na interface esmalte/dentina da cúspide de suporte, indo desde a face oclusal até o colo no dente íntegro.

MORI, M. et al. Finite element analysis of internal stress distribution, under axial force, in sound tooth, and in tooth restored with metalloceramic crown and cast metal post and core. Rev Odontol Univ São Paulo, v.11, n.2, p.99-107, abr./jun. 1997.

This study compared the internal stress distribution in a sound tooth with that in an endodontically treated tooth, by the finite element method, in a two-dimensional, lower premolar model, under an axial load of 30 kgf applied to three points (primary occlusal contact and stabilizing occlusal contact). Results indicated that there was a greater cumulation of stress in the buccal half of both teeth. In both models, peak stress was observed at the places where loads were applied. The restored tooth presented greater stress due to the greater Young's modulus of the utilized restoring materials. It was therefore demonstrated that there are differences in the distribution of internal stress between both models.

UNITERMS: Cast metal post and core; Internal stress distribution; Finite element method.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. ABDULLAH, S. I.; MOHAMED, H. Restoration of endodontically treated teeth. A review. J Can Dent Assoc, v.40, n.4. p.300-303, Apr. 1974.

2. ARNOLD, S. N.; FRUMKER, S. C. Occlusal treatment. Philadelphia : Lea & Febiger, 1976. p.7-35.

3. BLACK, G. V. Operative dentistry. 8. ed. Chicago : Medico-Dental Publishing, 1936. v.3, p.242-272.

4. BLASER, P. K. et al. Effect of design of class 2 preparations on resistance of teeth to fracture. Operat Dent, v.8, n.1, p.6-10, Winter 1983.

5. CARVALHO, R. C. R. Contribuição para o estudo das tensões que ocorrem em dentes restaurados com amálgama de prata (Classe I ), sob ação de uma força estática e concentrada, aplicada em diversas posições: uso do método dos elementos finitos. São Paulo, 1979. 91p. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Odontologia, Universidade de São Paulo.

6. COLMAN, H. L. Restoration of endodontically treated teeth. Dent Clin North Am, v.23, n.4, p.647-662, Oct.1979.

7. CORRÊA, A. A.; MATSON, E. Avaliação quantitativa e qualitativa dos esforços que ocorrem numa restauração com amálgama de prata pelo método dos elementos finitos. Rev Fac Odont Univ São Paulo, v.15, n.1, p.19-26, jan/jun. 1977.

8. ENLOW, D. H. Manual sobre crescimento facial. Trad. por Carlos M. Arce. Buenos Aires : Inter-Médica,1982. p.325-326.

9. FARAH, J. W.; CRAIG, R. G. Finite element stress analysis of a restored axisymmetric first molar. J Dent Res, v.53, n.4, p.859-866, Jul./Aug. 1974.

10. FARAH, J. W. et al. Effects of design on stress distribution of intraoral gold restorations. J Am Dent Assoc, v.94, n.6, p.1151-1154, Jun. 1977.

11. GREENWALD, A. S. Cast gold and crown restoration. Dent Surv, v.41, n.4, p.47-50, Apr. 1965.

12. GUZY, G. E.; NICHOLLS, J. I. In vitro comparison of intact endodontically treated teeth with and without endo-post reinforcement. J Prosthet Dent, v.42, n.1, p.39-44, Jul. 1979.

13. HATZIKYRIAKOS, A. H. et al. A 3-year postoperative clinical evaluation of posts and cores beneath existing crowns. J Prosthet Dent, v.67, n.4, p.454-458, Apr. 1992.

14. HÄUPL, K. Ortopedia funcional de los maxilares. Trad. por Teresa Vidal. Buenos Aires : Mundi, 1955. p.7-12.

15. HIRATA, J. M. et al. Restauração do dente tratado endodonticamente. In: PAIVA, J. G.; ANTONIAZZI, J. H. Endodontia. 2. ed. São Paulo : Artes Médicas, 1991. p.803-861.

16. HIRSCHFELD, Z.; STERN, N. Post and core - the biomechanical aspect. Aust Dent J, v.17, n.6, p.467-468, Dec. 1972.

17. HUANG, H. K.; LEDLEY, R. S. Numerical experiments with a linear force - displacement tooth model. J Dent Res, v.48, n.1, p.32-37, Jan./Feb. 1969.

18. KANTOR, M. E.; PINES, M. A comparative study of restorative techniques for pulpless teeth. J Prosthet Dent, v.38, n.4, p.405-412, Oct. 1977.

19. KITOH, M. et al. Mechanical behavior of tooth, periodontal membrane, and mandibular bone by the finite element method. Bull Tokyo Med Dent Univ, v.24, n.1, p.81-87, Mar. 1977.

20. McKERRACHER, P. W. Rational restoration of endodontically treated teeth. I. Principles, techniques, and materials. Aust Dent J, v.26, n.4, p.205-208, Aug. 1981.

21. MEHTA, N. R. et al. Stresses created by occlusal prematurities in a new photoelastic model system. J Am Dent Assoc, v.93, n.2, p.334-341, Aug. 1976.

22. NALLY, J. N. et al. Experimental stress analysis of dental restorations. Part IX. Two-dimensional photoelastic stress analysis of porcelain bonded to gold crowns. J Prosthet Dent, v.25, n.3, p.307-316, Mar. 1971.

23. PAIVA, J. G.; ANTONIAZZI, J. H. Endodontia: bases para a prática clínica. 2.ed. São Paulo : Artes Médicas, 1988. 886p.

24. PHILLIPS, R. W. Science of dental materials. 9.ed. Philadelphia : Saunders, 1991. p.571.

25. REINHARDT, R. A. et al. Dentine stresses in post-reconstructed teeth with diminishing bone support. J Dent Res, v.62, n.9, p.1002-1008, Sept. 1983.

26. ROSENBERG, P. A.; ANTONOFF, S. J. Gold posts: common problems in preparation and technique for fabrication. N Y St Dent J, v.37, n.10, p.601-606, Dec. 1971.

27. SAPONE, J.; LORENCKI, S. F. An endodontic-prosthodontic approach to internal tooth reinforcement. J Prosthet Dent, v.45, n.2, p.164-174, Feb. 1981.

28. SELNA, L. G. et al. Finite element analysis of dental structures: axisymmetric and plane stress idealizations. J Biomed Mater Res, v.9, n.2, p.237-252, Mar. 1975.

29. SELTZER, S.; BENDER, I. B. A polpa dental. Trad. por José Carlos Borges Teles. Rio de Janeiro : Labor, 1979. p.273-274.

30. SPANGLER, C. C. Post and cores: some new ideas. Dent Surv, v.56, n.6, p.33-35, Jun. 1980.

31. SUZUKI, H.; HATA, Y. Finite element stress analysis of ceramics crowns on premolar. J Japan Prosthet Soc, v.33, n.2, p.283-293, 1989.

32. TAKAHASHI, N. et al. Analysis of stress on a fixed partial denture with a blade-vent implant abutment. J Prosthet Dent, v.40, n.2, p.186-191, Aug. 1978.

33. TANNE, K. Stress distributions in the periodontal membrane associated with various moment to force ratios in orthodontic force systems. J Osaka Univ Dent Sch, v.27, p.1-9, ec. 1987.

34. THRESHER, R. W.; SAITO, G. E. The stress analysis of human teeth. J Biomech, v.6, n.5, p.443-449, Sept. 1973.

35. TORTAMANO NETTO, P. Estudo da distribuição das tensões transmitidas à mandíbula por um implante osteointegrado, variando-se a espessura do osso cortical e a direção da carga aplicada por meio do método dos elementos finitos. São Paulo, 1992. 47p. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Odontologia, Universidade de São Paulo.

36. TRABERT, K. C.; COONEY, J. P. The endodontically treated tooth. Dent Clin North Am, v.28, n.4, p.923-951, Oct. 1984.

37. WEINSTEIN, A. M. et al. Implant-bone interface characteristics of bioglass dental implants. J Biomed Mater Res, v.14, n.1, p.23-29, Jan.1980.

38. YETTRAN, A. L. et al. Finite element stress analysis of the crowns of normal and restored teeth. J Dent Res, v.55, n.6, p.1004-1011, Nov./Dec. 1976.

Recebido para publicação em 27/08/96

Aceito para publicação em 17/12/96

  • 1
    ABDULLAH, S. I.; MOHAMED, H. Restoration of endodontically treated teeth. A review. J Can Dent Assoc, v.40, n.4. p.300-303, Apr. 1974.
  • 3
    BLACK, G. V. Operative dentistry. 8. ed. Chicago : Medico-Dental Publishing, 1936. v.3, p.242-272.
  • 4
    BLASER, P. K. et al. Effect of design of class 2 preparations on resistance of teeth to fracture. Operat Dent, v.8, n.1, p.6-10, Winter 1983.
  • 5
    CARVALHO, R. C. R. Contribuição para o estudo das tensões que ocorrem em dentes restaurados com amálgama de prata (Classe I ), sob ação de uma força estática e concentrada, aplicada em diversas posições: uso do método dos elementos finitos. São Paulo, 1979. 91p. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Odontologia, Universidade de São Paulo.
  • 6
    COLMAN, H. L. Restoration of endodontically treated teeth. Dent Clin North Am, v.23, n.4, p.647-662, Oct.1979.
  • 7
    CORRÊA, A. A.; MATSON, E. Avaliação quantitativa e qualitativa dos esforços que ocorrem numa restauração com amálgama de prata pelo método dos elementos finitos. Rev Fac Odont Univ São Paulo, v.15, n.1, p.19-26, jan/jun. 1977.
  • 8
    ENLOW, D. H. Manual sobre crescimento facial. Trad. por Carlos M. Arce. Buenos Aires : Inter-Médica,1982. p.325-326.
  • 9
    FARAH, J. W.; CRAIG, R. G. Finite element stress analysis of a restored axisymmetric first molar. J Dent Res, v.53, n.4, p.859-866, Jul./Aug. 1974.
  • 10
    FARAH, J. W. et al. Effects of design on stress distribution of intraoral gold restorations. J Am Dent Assoc, v.94, n.6, p.1151-1154, Jun. 1977.
  • 11
    GREENWALD, A. S. Cast gold and crown restoration. Dent Surv, v.41, n.4, p.47-50, Apr. 1965.
  • 12
    GUZY, G. E.; NICHOLLS, J. I. In vitro comparison of intact endodontically treated teeth with and without endo-post reinforcement. J Prosthet Dent, v.42, n.1, p.39-44, Jul. 1979.
  • 13
    HATZIKYRIAKOS, A. H. et al. A 3-year postoperative clinical evaluation of posts and cores beneath existing crowns. J Prosthet Dent, v.67, n.4, p.454-458, Apr. 1992.
  • 14
    HÄUPL, K. Ortopedia funcional de los maxilares. Trad. por Teresa Vidal. Buenos Aires : Mundi, 1955. p.7-12.
  • 15
    HIRATA, J. M. et al. Restauração do dente tratado endodonticamente. In: PAIVA, J. G.; ANTONIAZZI, J. H. Endodontia 2. ed. São Paulo : Artes Médicas, 1991. p.803-861.
  • 16
    HIRSCHFELD, Z.; STERN, N. Post and core - the biomechanical aspect. Aust Dent J, v.17, n.6, p.467-468, Dec. 1972.
  • 17
    HUANG, H. K.; LEDLEY, R. S. Numerical experiments with a linear force - displacement tooth model. J Dent Res, v.48, n.1, p.32-37, Jan./Feb. 1969.
  • 18
    KANTOR, M. E.; PINES, M. A comparative study of restorative techniques for pulpless teeth. J Prosthet Dent, v.38, n.4, p.405-412, Oct. 1977.
  • 19
    KITOH, M. et al. Mechanical behavior of tooth, periodontal membrane, and mandibular bone by the finite element method. Bull Tokyo Med Dent Univ, v.24, n.1, p.81-87, Mar. 1977.
  • 20
    McKERRACHER, P. W. Rational restoration of endodontically treated teeth. I. Principles, techniques, and materials. Aust Dent J, v.26, n.4, p.205-208, Aug. 1981.
  • 21
    MEHTA, N. R. et al. Stresses created by occlusal prematurities in a new photoelastic model system. J Am Dent Assoc, v.93, n.2, p.334-341, Aug. 1976.
  • 22
    NALLY, J. N. et al. Experimental stress analysis of dental restorations. Part IX. Two-dimensional photoelastic stress analysis of porcelain bonded to gold crowns. J Prosthet Dent, v.25, n.3, p.307-316, Mar. 1971.
  • 23
    PAIVA, J. G.; ANTONIAZZI, J. H. Endodontia: bases para a prática clínica. 2.ed. São Paulo : Artes Médicas, 1988. 886p.
  • 24
    PHILLIPS, R. W. Science of dental materials. 9.ed. Philadelphia : Saunders, 1991. p.571.
  • 25
    REINHARDT, R. A. et al. Dentine stresses in post-reconstructed teeth with diminishing bone support. J Dent Res, v.62, n.9, p.1002-1008, Sept. 1983.
  • 26
    ROSENBERG, P. A.; ANTONOFF, S. J. Gold posts: common problems in preparation and technique for fabrication. N Y St Dent J, v.37, n.10, p.601-606, Dec. 1971.
  • 27
    SAPONE, J.; LORENCKI, S. F. An endodontic-prosthodontic approach to internal tooth reinforcement. J Prosthet Dent, v.45, n.2, p.164-174, Feb. 1981.
  • 28
    SELNA, L. G. et al. Finite element analysis of dental structures: axisymmetric and plane stress idealizations. J Biomed Mater Res, v.9, n.2, p.237-252, Mar. 1975.
  • 29
    SELTZER, S.; BENDER, I. B. A polpa dental Trad. por José Carlos Borges Teles. Rio de Janeiro : Labor, 1979. p.273-274.
  • 30
    SPANGLER, C. C. Post and cores: some new ideas. Dent Surv, v.56, n.6, p.33-35, Jun. 1980.
  • 31
    SUZUKI, H.; HATA, Y. Finite element stress analysis of ceramics crowns on premolar. J Japan Prosthet Soc, v.33, n.2, p.283-293, 1989.
  • 32
    TAKAHASHI, N. et al. Analysis of stress on a fixed partial denture with a blade-vent implant abutment. J Prosthet Dent, v.40, n.2, p.186-191, Aug. 1978.
  • 33
    TANNE, K. Stress distributions in the periodontal membrane associated with various moment to force ratios in orthodontic force systems. J Osaka Univ Dent Sch, v.27, p.1-9, ec. 1987.
  • 34
    THRESHER, R. W.; SAITO, G. E. The stress analysis of human teeth. J Biomech, v.6, n.5, p.443-449, Sept. 1973.
  • 35
    TORTAMANO NETTO, P. Estudo da distribuição das tensões transmitidas à mandíbula por um implante osteointegrado, variando-se a espessura do osso cortical e a direção da carga aplicada por meio do método dos elementos finitos. São Paulo, 1992. 47p. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Odontologia, Universidade de São Paulo.
  • 36
    TRABERT, K. C.; COONEY, J. P. The endodontically treated tooth. Dent Clin North Am, v.28, n.4, p.923-951, Oct. 1984.
  • 38
    YETTRAN, A. L. et al. Finite element stress analysis of the crowns of normal and restored teeth. J Dent Res, v.55, n.6, p.1004-1011, Nov./Dec. 1976.
  • em 284 elementos e 291 nós (
    Figura 1C). Os nós foram localizados no espaço, segundo o sistema de coordenadas cartesianas ortogonais, nos eixos X e Y, e obteve-se um modelo matemático bidimensional. Sobre os nós, foram aplicadas as cargas, para a análise das tensões.
  • *
    Resumo da Tese de Doutorado do Curso de Pós-graduação em Odontologia, área de concentração em Prótese Parcial Fixa, da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.
    **
    Professor Assistente Doutor do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.
    ***
    Professor Associado do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.

    ****

    Professor Titular do Departamento de Dentística da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.
    †
    Professor Titular do Departamento de Prótese da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo.
  • Iem 284 elementos e 291 nós (Figura 1C). Os nós foram localizados no espaço, segundo o sistema de coordenadas cartesianas ortogonais, nos eixos X e Y, e obteve-se um modelo matemático bidimensional. Sobre os nós, foram aplicadas as cargas, para a análise das tensões. DISCRETE - adjetivo: distinto, separado, individualizado; substantivo: parte distinta. DICIONÁRIO inglês - português. 2. ed. Porto Alegre : Ed. Globo, 1966
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      17 Mar 1999
    • Data do Fascículo
      Abr 1997

    Histórico

    • Recebido
      27 Ago 1996
    • Aceito
      17 Dez 1996
    Universidade de São Paulo Avenida Lineu Prestes, 2227 - Caixa Postal 8216, Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira, 05508-900 São Paulo SP - Brazil, Tel.: (55 11) 3091-7861, Fax: (55 11) 3091-7413 - São Paulo - SP - Brazil
    E-mail: pob@edu.usp.br