Evaluación Biomédica de Implantes Dentales Sometidos a Cargas Oblicuas: Combinación de Varias Características Geométricas

Resumen

Objetivo: este trabajo propone una metodología simple y eficaz, basada en simulación virtual, para evaluar propuestas de diseño de implantes dentales. Materiales y métodos: se utiliza el método de los elementos finitos, herramienta muy común en el campo ingenieril aplicado a la evaluación de dispositivos biomédicos, para poder analizar el comportamiento biomecánico de implantes dentales. Se calculan las tensiones de Von Mises como parámetro indicador de la idoneidad del diseño cuando es sometido a cargas funcionales biológicas, frente a variaciones como dirección de las cargas. Asimismo, se estudia el efecto de variaciones geométricas en el implante como longitud, grosor, paso de rosca, grosor del hueso cortical e inclinación del abutment. La vida útil del implante fue estimada reproduciendo, en forma virtual, los ensayos de fatiga requeridos por la norma ISO:14801. Resultados: para todos los casos estudiados, las tensiones máximas fueron obtenidas en la conexión en el tornillo de conexión bajo cargas oblicuas. La vida útil estimada fue de 5.000.000 ciclos de carga, lo cual satisface la norma. Los máximos esfuerzos fueron hallados en tejido cortical que rodea el implante, lo cual está en coincidencia con previos reportes. Conclusión: fue propuesto un implante dental con características óptimas y validado mediante la metodología presentada y simulaciones computacionales.

Abstract
BIOMEDICAL EVALUATION OF DENTAL IMPLANTS SUBMMITTED TO OBLIQUE CHARGES: COMBINATION OF SEVERAL GEOMETRICAL FEATURES
Objective: an efficient and simple methodology, based on virtual simulation and computer modelling, for the assessment and evaluation of dental implants design is proposed in this work. Materials and methods: the finite element method, a very common tool in engineering applications, is used for the evaluation the biomechanical performance of the biomedical devices. Von Mises stress is used as the main parameter to assess the suitability of the implant, when it is subjected to functional and biological loading. Also, this work reports the effects on the implant caused by geometrical variations such as length, diameter, thread, cortical bone thickness and abutment inclination. The useful-life of the implant was estimated by performing, in a virtual way, the fatigue tests required by the ISO:14801 standard. Results: for all the analyzed cases, maximum stress was obtained at the connecting screw under oblique loading. The estimated useful-life of the implant was around 5.000.000 cycles, which satisfies both ISO standard and functional requirements. Also, maximum stress was found in the compact-bone tissue surrounding the implant, which is in very good agreement with previous reports. Conclusion: a dental implant with optimal characteristics is proposed and validated using the discussed methodology.