Medição de micromovimentos em implantes endósseos pelo método de correlação de imagem digital tridimensional

Abstract

Os implantes dentários são atualmente uma opção terapêutica amplamente utilizada na substituição de dentes perdidos, devido ao seu excelente prognóstico e longevidade. A investigação tem demonstrado que uma das primeiras causas que impedem a osteointegração de um implante é os micromovimentos excessivos entre a superfície do implante e o osso peri-implantar. Contudo, micromovimentos dentro de níveis controlados influenciam positivamente a formação de osso na superfície de um implante. Até à data, não existe nenhum método clínico disponível para medir micromovimentos. O principal objetivo deste trabalho é o de validar o método de correlação de imagem como método alternativo para avaliar a reabilitação protética com implantes dentários. O processo de validação inclui medições em dois modelos experimentais e num ensaio clínico. Secundariamente, este projeto pretendeu contribuir para compreender quais os fatores que influenciam a ocorrência de micromovimentos, particularmente se a alteração da geometria dos pilares protéticos de “Standard” (SD) para “Platform-Switching ” (PS) influenciou no grau de micromovimentos. O primeiro modelo experimental consistiu na medição de micromovimentos num ensaio piloto in vitro com um modelo laboratorial de “viga simplesmente apoiada”, solicitada por uma carga concentrada aproximadamente a meio vão. As medições foram executadas apenas na direção vertical por CID 3D, com o sistema Vic-3D 2010 (Correlated Solutions®, Columbia, USA), para aferir a técnica. Considerou-se admissível um erro da ordem de 10%. Posteriormente utilizou-se o Método dos Elementos Finitos (MEF), para simular o ensaio e calcular o deslocamento esperado. Em simultâneo, os resultados obtidos foram comparados com a solução analítica. Os resultados permitiram concluir que o sistema de correlação de imagem Vic-3D pode ser utilizado como método alternativo para avaliar experimentalmente o deslocamento de estruturas tipo viga. O segundo modelo experimental consistiu num modelo animal ex vivo com mandíbulas de porco frescas isoladas onde foram colocados 30 implantes endósseos e pilares de cicatrização (SD e PS, n=15 para cada grupo). Sobre estes exerceu-se uma carga compressiva vertical de 100N. A medição dos micromovimentos efetuou-se pelo programa Vic-3D 2010. Os resultados obtidos foram comparados com os valores de ISQ (Implant Stability Quotient) do sistema de AFR (Osstell® ISQ, IntegrationDiagnostic, Suécia) obtidos previamente. Pelos resultados, verificou-se uma correlação entre a mobilidade medida por CID 3D e os valores de ISQ, mas apenas na direção mésio-distal (U). O ensaio clínico consistiu na medição dos micromovimentos de 32 implantes endósseos, inseridos em pacientes reabilitados com dois ou mais implantes adjacentes na região posterior da mandíbula e com dois pilares protéticos diferentes, PS e SD [n(SD)=18 e n(PS)=14]. As medições foram executadas por CID 3D, após a aplicação de uma carga oclusal mínima de 30N, aferida através de uma célula de carga (Applied Measurements Ltd., Berkshire, UK) e do sistema de design de software LabVIEW 2010 (National Instruments®, Texas, USA). Pelos resultados, verificou-se uma correlação entre a mobilidade medida por CID 3D e os valores de ISQ. Dentro das limitações deste estudo, o método de CID 3D parece ser capaz de medir os micromovimentos de implantes dentários. Os resultados parecem estar correlacionados com os valores de AFR.

Dental implants are now a widely used treatment option in replacing missing teeth due to its excellent prognosis and longevity. Research has shown that one of the major causes that prevent osseointegration of an implant is excessive micromovements between the implant surface and the peri-implant bone. However, micromotion at controlled levels positively influences the formation of bone at an implant surface. To date, there is no clinically available method for measuring micromovements. The main objective of this work is to validate the method of image correlation as an alternative method to assess the prosthetic rehabilitation with dental implants. The validation process includes measurements in two experimental models and in clinical trials. Secondly, this project aimed to contribute to understanding the factors that influence the occurrence of micro-movements, particularly if the change in the geometry of the abutments of Standard (SD) for "Platform-Switching" (PS) influenced the degree of micromovements. The first trial consists in the measurement of micromotion in a pivotal trial in vitro with a laboratory model of "simply supported beam", requested by a concentrated load approximately half will. The measurements were performed only in the vertical direction by 3D DIC, with the Vic-3D 2010 system (Correlated Solutions®, Columbia, USA), to assess the technique. It is considered allowable error of the order of 10%. Subsequently, we used the Finite Element Method (FEM) to simulate the assay and calculate the expected displacement. At the same time, the results obtained were compared with analytical solution. The results showed that the correlation system image Vic-3D can be used as an alternative method to evaluate experimentally the displacement of beam type structures. The second trial consists in an animal model with ex vivo porcine fresh isolated mandibles which were placed 30 endosseous implants and healing abutments (PS and SD, n = 15 for each group). Exerted on these was a vertical compressive load of 100N. Micromovements measurements were made by the program Vic-3D 2010. The results were compared with the ISQ (Implant Stability Quotient) values of the RFA (Osstell® ISQ IntegrationDiagnostic, Sweden) system, previously obtained. The results showed a correlation between mobility measured by 3D DIC and ISQ values, but only in the mesiodistal direction (U). The third trial consisted in measuring the micro motion of 32 endosseous implants inserted in rehabilitated patients with two or more adjacent implants in the posterior jaw, and with two abutments different PS and SD [N (SD) = 18 n (PS) = 14]. The measurements were performed by CID 3D after application of at least 30N occlusal load as measured by a load cell (Applied Measurements Ltd., Berkshire, UK) and software design 2010 LabVIEW (National Instruments®, Texas, USA). The results showed a correlation between mobility measured by 3D CID and the RFA values of ISQ. Within the limitations of this study, 3D DIC method seems to be able of measuring dental implants micro movements. The results appear to be correlated with the ISQ values of AFR.