Análisis y optimización del comportamiento mecánico de implantes dentales mediante simulación numérica

Abstract

El objetivo de la presente tesis doctoral es profundizar en el conocimiento del comportamiento biomecánico de los implantes dentales, las estructuras sobre implantes dentales y los microimplantes utilizados tanto como elementos de sujeción en ortodoncia como elementos de fijación en cirugía oral y maxilofacial. Para ello se han realizado simulaciones numéricas mediante diversos modelos de elementos finitos, con el fin de estudiar su comportamiento en función de diferentes factores analizados.En el análisis propiamente de los implantes dentales, se ha considerado el efecto en la generación de tensiones y deformaciones de los principales parámetros de diseño: diámetro, longitud, tipo de rosca exterior del implante (triangular o cuadrada), microrrosca en la parte cervical, zona intermedia lisa, modelado del hueso en torno al implante, etc. Con este fin, se han utilizado modelos de elementos finitos tanto en dos dimensiones como en tres dimensiones y se han simulado cargas de apriete y funcionamiento. Se justifica la influencia de los principales parámetros de diseño.Para las estructuras sobre implantes dentales, se ha propuesto un nuevo método para evaluar el comportamiento mecánico de estas estructuras bajo diferentes solicitaciones. Este método consiste en imponer como condición de contorno la rigidez que transmiten los implantes dentales en los orificios diseñados para estos. De este modo se pueden evaluar, de forma más real, las tensiones y deformaciones que sufre la estructura, y también determinar las fuerzas transmitidas por la estructura a los implantes.Por último, aunque el uso de microimplantes en ortodoncia y cirugía oral y maxilofacial está muy extendido, no se conoce con exactitud su comportamiento respecto a la sujeción monocortical o bicortical del tornillo. En este trabajo, mediante modelos en tres dimensiones de elementos finitos se ha conseguido conocer el comportamiento de estos microimplantes en función de su material (titanio o acero inoxidable de grado médico), el tipo de sujeción y la inclinación de la fuerza aplicada sobre el microimplante.