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117 Odontología Vol. 17 / Diciembre de 2015

RESTAURACIONES INDIRECTAS: ANÁLISIS COMPARATIVO EN ELEMENTO FINITO DE INLAYS Y OVERLAYS EN

PREMOLARES CON CAVIDADES MOD RESTAURADAS CON CERÓMERO Y CERÁMICA

Autores: Daniela Cristina Dávila Gallardo1 - Karina Farfán Mera2

Recibido: 01/06/2015Aprobado:16/07/2015Pág. 117-125

1 Especialidad Rehabilitación Oral, Instituto de Investigación y Posgrado, Facultad de Odontología, Universidad Central del Ecuador, Quito-Ecuador2 Especialidad Rehabilitación Oral, Instituto de Investigación y Posgrado, Facultad de Odontología, Universidad Central del Ecuador, Quito-Ecuador ([email protected])

RESUMEN

Cuando las piezas dentales se afectan por efectos diversos como caries o trauma, es necesario buscar la re-construcción de las mismas con la utilización ideal de técnicas y materiales, con el fin de restaurar el tejido dental perdido, devolviendo la función a la pieza dental afectada. Las restauraciones indirectas han sido indicadas en casos en los que se ha perdido gran cantidad de tejido dentario, brindado mejores propiedades: mayor resistencia a la abrasión, mayor resistencia a la fractura, mayor control en la contracción por poli-merización de los materiales, además que se ha obtenido mejor anatomía, contornos y puntos de contacto, gracias a que se trabaja fuera de la cavidad. El estudio está enfocado en la comparación de la mejor restau-ración indirecta, inlay u overlay, para la solución de premolares afectados con cavidades MOD. Se llevó a cabo un análisis en el Programa de Solidworks Simulation de elementos finitos, con el cual se simuló la actuación de estas restauraciones indirectas frente a fuerzas compresivas, observando el comportamiento de las restauraciones antes mencionadas y obteniendo como resultado que el comportamiento de los over-lays de cerómero son las restauraciones ideales para este tipo de cavidades, ofreciendo una distribución adecuada de los esfuerzos, minimizando que la pieza dental sufra alteraciones adicionales.

Palabras clave: inlay, overlay, análisis elemento finito, cerámica, cerómero.

ABSTRACT

When the teeth are affected by various effects such as tooth decay or trauma, it is necessary to seek to re-build them with the perfect use of techniques and materials, in order to restore the lost tooth tissue, restoring function to the affected tooth. Indirect restorations have been indicated in cases where lot is lost tooth struc-ture, provided better properties: increased abrasion resistance, higher fracture toughness, greater control in polymerization shrinkage of the materials, and that has obtained better anatomy, contours and points of contact, thanks to working out of the cavity. The study focuses on the comparison of the best indirect resto-ration, inlay or overlay, for the solution of premolars affected with cavities MOD, it conducted an analysis program Solidworks Simulation finite element, with which the performance was simulated these indirect restorations against compressive forces, observing the behavior of the above restorations and obtaining as results the behavior of overlays ceromer restorations are ideal for this type of cavities, providing adequate distribution of stresses, minimizing the piece dental suffer additional alterations.

Keywords: inlay, overlay, finite element analysis, ceramic, ceromer.


INTRODUCCIÓN

La utilización de restaura-ciones indirectas ha conseguido mejorar las propiedades del ma-terial restaurador, disminuyendo los problemas que se presentan en una técnica directa, por la contracción por polimerización como la fi ltración marginal, des-ajuste cervical, sensibilidad po-soperatoria y recidiva de caries (Vargas, 2004) (Sakrana, 2005).

Rodrigues en el 2010 deter-minó que la necesidad del recu-brimiento cuspídeo, es uno de los aspectos importantes para el éxito de los tratamientos en las restauraciones oclusoproximales, además menciona que para poder conseguir una distribución ade-cuada de tensiones o deformacio-nes en el interior de la estructura dentaria debe ser representado por la integración del biomaterial con la estructura dentaria y así pueda ejecutar su función.

En los estudios de Estrada 2011, menciona las característi-cas de las restauraciones indirec-tas, dentro de las cuales está la fabricación de las mismas fuera de la boca y que son cementadas sobre el diente previamente pre-parado (Estrada, 2011).

Ariño (2013) señala la impor-tancia del material restaurador el mismo que debe mimetizar las estructuras dentales perdidas, además el módulo de elasticidad del mismo debe ser semejante a la estructura a rehabilitar, para que de esta forma se pueda dar

longevidad en el proceso restau-rador ya que presentará una me-jor distribución de las tensiones.

Con mucha frecuencia se pue-de observar que las cavidades de las piezas dentarias afectadas ocupan las caras mesial, distal y oclusal, así determinamos a es-tas cavidades como MOD, que usualmente son restauradas con métodos directos, o métodos in-directos, con la realización de inlays; que con el tiempo y un mal manejo de la carga oclusal masticatoria puede fracturar las paredes remanentes dentarias, de aquí la importancia de realizar la selección adecuada del diseño de la preparación para reducir la tensión en las estructuras de los dientes y en las restauraciones. (Sandu, 2011).

MATERIALES Y MÉTODOS

Para el análisis se realiza un estudio de un modelo en 3D de un premolar superior mediante el programa Solidworks 2013, en este programa se procedió a crear archivos en la cual se de-tallan las propiedades mecánicas de cada parte que está compues-to un premolar superior.

Diseño Geométrico:

Para la elaboración de un di-seño geométrico tridimensional se lo realizó mediante un dibu-jo, utilizando planos existentes y creando planos de acuerdo a la geometría del premolar, las me-didas se realizaron con un micró-metro para su mayor exactitud.

Fig. 1. Diferentes vistas del premolar superior: a) Vista frontal, b) Vista superior, c) Vista inferior, d) Vista lateral izquierda y e) Vista isométrica.

En el dibujo se utilizó las superfi cies y volúmenes de se-paración entre esmalte dentina y pulpa para conformar como un solo cuerpo del premolar su-

perior. Este proceso se lo reali-zó por cada tejido dentario y se obtuvieron 3 sólidos que se en-samblaron para formar un solo modelo para analizar.

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Fig. 2. Diferentes partes que con-forman el premolar superior.

Luego que se procedió a hacer el modelado del premolar superior, se realizó el modelado de la in-crustación inlay y overlay. Para las cavidades de cada incrustación se tomó en consideración las siguien-tes restricciones geométricas.

Restricción Geométrica para Incrustación Inlay:

Caja oclusal con profundidad de 2 mm (rango mínimo de 1.5 mm y máximo de 2 mm) en la re-gión de la fosa oclusal y ángulo de expulsión de 6 grados con redon-deos para que no queden ángulos rectos previamente efectuados con el avance del dibujo.

Fig. 3. Dibujo de la cavidad para la incrustación inlay con sus me-didas.

Fig. 4. Cavidad terminada para la incrustación inlay.

Fig. 5. Vista Superior de la cavidad inlay con sus respectivos ángulos.

Se realiza una cavidad de an-chura de 1.5 mm y de la misma profundidad desde la cara des-bastada en dirección hacia la raíz.

Fig. 6. Dibujo de la cavidad de profundidad en dirección a la raíz del premolar con sus respec-tivas medidas.

Fig. 7. Cavidad inlay terminada.

Restricción Geométrica para Incrustación Overlay:

Para las restricciones de este tipo de incrustación se partió de la Incrustación inlay y lo que se añadió es el desbaste de las cús-pides de 1.5 mm y de la cara maxilar y distal del premolar de 1mm de ambos lados como se muestra en la Figura 8.

Las líneas punteadas repre-sentan el contorno original del premolar y las líneas llenas re-presentan hasta donde se realizó el desbaste respetando en todo el proceso las distancias especifi -cadas de ambos lados.

Fig. 8. Procedimiento del dibujo para la cavidad de la incrustación overlay partiendo de la cavidad de la incrustación inlay con sus respectivas medidas.

Esta es la forma terminada, lo que se aprecia de forma transpa-rente ya es el material de relleno y el resto es el cuerpo que quedó del premolar con las cavidades correspondientes a una incrusta-ción overlay.

Fig. 9: Cavidad de la incrustación overlay terminada.

Procedimiento de Análisis de Elementos Finitos:

1. Defi nir las características del material de cada componen-te: el programa Solidworks entre una de sus opciones presenta una biblioteca en la cual se encuentra incluida las

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propiedades de algunos ma-teriales como son el módulo de Elasticidad €, coefi ciente de Poisson, entre otras. De este modo podemos seleccio-nar un material y el sistema nos indicará sus propiedades mecánicas y las aplicará al sólido diseñado. En este caso

se tuvo que crear una nueva biblioteca para poder insertar en el programa las propieda-des de los tejidos que confor-man el premolar y el material restaurador que se utilizó en el estudio ya que no se encon-traban incluidas en la biblio-teca del programa.

Tabla 3. Materiales de las diferentes partes del premolar con sus pro-piedades mecánicas.

Fig 13. Las propiedades mecánicas ya defi nidas en la librería del sof-tware. La tabla anterior presenta las propiedades mecánicas de cada uno de los tejidos y materiales restauradores utilizados en el análisis de elementos fi nitos.

2. Defi nición de la Técnica del Elemento Finito: El análisis del elemento fi nito o tam-

bién FEA (Finite Element Analysis) es un método ba-sado en análisis numérico,

es decir sirve para poder dar una solución aproximada a la real mediante ecuaciones diferenciales.

3. Desarrollo del Modelo Mate-mático: Una vez dibujado el modelo en 3D se procede a un paso esencial para la simula-ción que se llama Modifi ca-ción de la Geometría del Mo-delo es decir, que se procede a simplifi car la complejidad del modelo para así hacer las mallas más sencillas y por lo tanto el análisis es mucho más veloz y efi caz ya que el programa Solidworks y cual-quier otro programa de simu-lación mientras se remuevan operaciones insignifi cantes para el programa como re-dondeos, chafl anes, logos, entre otros, son más reales los datos que se obtengan en los resultados.

4. Construcción del Modelo FEA: El modelo, en este caso el Ensamble, necesita ser di-vidido en elementos fi nitos a través de un proceso de dis-cretización más comúnmente llamado Mallado, sus cargas y restricciones son también defi nidas y una vez que en el modelo se ha especifi cado estos parámetros se creará el mallado y su carga que en este caso es la fuerza media que se puede obtener en un premolar es de 25 Kgf será aplicada en cada uno de los nodos donde se especifi que dentro de la malla de elementos fi nitos.



Fig. 10. Defi nición de cargas y restricciones.

Fig. 11. Realizado del mallado con sus parámetros correspon-dientes.

Como se puede apreciar se defi nieron las cargas y restric-ciones y se generó el mallado. Según las cotas geométricas del modelo, Solidworks Simulation sugiere un mallado estándar en los parámetros de mallado como se puede apreciar en la Fig. 11,

en este caso 1.89 mm es la dis-tancia de los polígonos que se forma a partir del mallado.

Se eligió esta confi guración estándar y con esta dimensión para todos los polígonos porque al ser un modelo sumamente complejo desde su forma más simple incluido la modifi cación geométrica el mallado “Coarse” (grueso) como se puede ver en la Fig. 11, el mismo que se diferen-cia del fi no en donde la dimen-sión del polígono es menor y se generan muchos más elementos fi nitos dentro del modelo hacien-do mucho más complejo su aná-lisis. En cambio con un mallado grueso la distancia del polígono aumenta, para este caso como el modelo es de dimensiones pe-queñas y al ocupar un mallado estándar toda la parte de transi-ción y dimensión del polígono lo genera automáticamente Solid-works Simulation adaptándose y

escogiendo la mejor opción para un buen resultado del modelo.

Solución del Modelo: El mo-delo matemático es discretizado en un modelo FEA, esto com-pleta la fase de proceso y luego el modelo es resuelto por algu-no de los métodos numéricos de Solidworks Simulation.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Incrustación Inlay Cerómero:

Realizada la simulación dio los siguientes datos como se aprecia en la Figura 12, por cri-terio de diseño mecánico se em-pleó el esfuerzo de Von Misses que es el más utilizado y aquí nos da el esfuerzo de fl uencia de todo el premolar que es de 6 MPa (Mega Pascal).

Fig. 12. Resultado con el Criterio de Von Mises.

La simulación del Factor de Seguridad con la cual como ran-

go máximo se puso 1.23 y como mínimo 0.



Fig. 13. Simulación utilizando el Factor de Seguridad para una in-crustación inlay seleccionando los puntos críticos.

Incrustación overlay cerómero:

Fig. 14. Simulación utilizando el Factor de Seguridad para una in-crustación overlay seleccionando los puntos críticos.

Incrustación Inlay Cerámica:

Realizada la simulación con el material de cerámica se puede hacer comparaciones con la si-mulación anterior, como se pue-de apreciar en la fi gura a conti-nuación tanto el Esfuerzo de Von Mises y el Factor de Seguridad son mucho más altos ya que las propiedades mecánicas de la porcelana son mucho mejor para trabajar a compresión como es este caso.

Los valores en el Esfuerzo de Von Mises son casi 10 veces más que los obtenidos con el material cerómero, y la gráfi ca de Factor

de Seguridad lo que nos dice por la distribución de colores es que como caso crítico primero va a fallar la estructura del premolar original antes que la cerámica,

mostrando que es más resisten-te que las propiedades originales de un premolar en el caso de la incrustación Inlay.

Fig. 15. Esfuerzo de Von Misses en inlay de cerámica.



Fig. 16 a y b. Simulación con grá-fi cas comparativas del Factor de Seguridad con el material Porce-lana en una incrustación inlay.

Incrustación Overlay Cerámica:

Fig. 17. Simulación con gráfi cas comparativas entre el Esfuerzo de Von Mises y el Factor de Segu-ridad con el material Porcelana en una incrustación inlay.

En el caso de la Incrustación Overlay los resultados son evi-dentes, en este tipo de incrusta-ción se distribuyen mucho mejor los esfuerzos y es por eso que el Esfuerzo de Von Mises en las

partes críticas que son la unión entre el material de relleno con el premolar no tiene presencia de tender a fallar de acuerdo con los colores desplegados.

En el estudio realizado en esta ocasión, valorado por el análisis de elemento fi nito se observó la actuación de las res-tauraciones indirectas inlay y overlay, en premolares con ca-



vidades MOD, observando la actuación de cada una, frente a fuerzas compresivas masticato-rias. Se observó que tanto en los inlay de cerómero y cerámica, la primera estructura en verse afec-tada frente a la masticación es el esmalte dentario.

En el programa Solidworks Simulation toda la Teoría de Von Misses mide el Factor de Segu-ridad en cada restauración indi-recta, siendo así y con un criterio de diseño de FOS=1.23 se puede observar entre la Fig. 13 y Fig. 14 que el programa por sus ran-gos de colores nos refleja que la restauración indirecta over-lay distribuye de mejor mane-ra los esfuerzos aplicados en el cerómero y por ende el FOS es mayor que en una incrustación inlay.

Se observó que en la simu-lación del inlay de cerámica, frente a cargas compresivas, el material por sus excelentes ca-racterísticas no se ve afectado, mostrando así que el diente re-manente fallará antes que la res-tauración indirecta.

En la restauración Indirecta overlay se logró observar que distribuye de una forma adecua-da las fuerzas al remanente den-tario, siendo así el material indi-cado para este tipo de cavidades.

Burke y cols. en 1993, men-cionaron en sus estudios que dentro de la comparación de los dientes restaurados con ceróme-ros, tanto inlay, onlay y overlay, sometidos a carga compresiva encontraron mayores cargas de fractura para onlays y overlays que para los inlays. Estos resul-

tados son diferentes a los obteni-dos en la presente investigación y se puede explicar por la dife-rencia entre las propiedades de los cerómeros y cerámicas.

En estudios realizados por Martinelli y colaboradores en el 2002, mencionan que dentro de las indicaciones de la utiliza-ción de restauraciones indirec-tas de cerámica, son cuando los requerimientos del paciente son de una alta estética por la zona a restaurar, además en la reposi-ción de restauración que fallaron o donde se necesita recuperar las cúspides, en donde la colocación de una corona completa sería un tratamiento muy radical.

Lo que podemos corroborar, es que según la simulación reali-zada, observamos que el tipo de restauración ideal para la restau-ración de premolares con cavi-dades MOD, es el overlay de ce-rámica, el mismo que distribuye mucho mejor los esfuerzos y es por eso que el Esfuerzo de Von Mises en las partes críticas que son la unión entre el material de relleno con el premolar no tiene presencia de tender a fallar, brin-dándonos longevidad en el trata-miento.

En lo descrito por Lange y Pfeiffer en 2009, en sus estudios observaron que los resultados de sobrevida son del 93% de las restauraciones indirectas de ce-rómero, y del 94% de las restau-raciones de cerámica en estudios realizados por, en un tiempo de evaluación de 985 días, presen-tando estos resultados una dife-rencia no significativa entre el uno y el otro material.

Por lo que se pudo demostrar en el análisis de elemento finito, se observó que las restauracio-nes indirectas inlay y overlay, de cerámica y cerómero, no presen-tan una diferencia significativa en la distribución de esfuerzos, a excepción del inlay de cerámica, el mismo que sobrecarga al dien-te remanente.

Las propiedades mecánicas de los materiales de restauración deben ser analizadas para la elec-ción del tipo de restauración in-directa a realizarse, en este caso, en premolares con cavidades MOD, como lo menciona Mori-moto y cols., en su estudio reali-zado en el 2009, los parámetros del diseño de la cavidad, deben estar de acuerdo a los principios de retención, resistencia y adap-tación. En este caso, según los resultados del estudio realizado, observamos que el overlay será el diseño de la preparación y res-tauración indicada en premola-res con cavidades MOD.

Por otra parte, Ragauska y cols. en el 2008, mencionan en sus estudios que la cobertura de las cúspides con cerámica tam-bién tienen desventajas clínicas, ya que presentan un módulo de elasticidad más alto que el ce-rómero lo que hace que la cerá-mica sea frágil y susceptible a la fractura por fatiga.

Según lo descrito en el 2009 por Magne y cols. los ceróme-ros tienen una capacidad de absorción de fuerzas mayor en un 57% que la cerámica. Sin embargo, en las restauraciones indirectas que recubren las cús-pides esto se cuestiona, debido a que presenta clínicamente un



desgaste mayor del material res-taurador, en comparación con la cerámica.

Con respecto a la hipótesis planteada, observamos que es acertada. La solución ideal para tratar premolares superiores con cavidades MOD, según los re-sultados en esta investigación es la restauración indirecta Overlay en cerámica, aunque los resul-tados indican que no se presen-tan diferencias significativas en comparación con las restaura-ciones de cerómero.

CONCLUSIONES

• Las restauraciones de ceró-mero, inlay y overlay, no pre-sentan diferencias significati-vas frente a la distribución de esfuerzos al diente remanente

• La restauración de cerámica inlay, presenta mejores pro-piedades mecánicas, mos-trando que fallará primero el diente remanente que la res-tauración indirecta.

• La restauración de cerámi-ca overlay, es la que mejor distribución de esfuerzo pre-sentó durante la simulación en Solidworks, siendo la res-tauración indicada para cavi-dades MOD, en premolares superiores.

• Por lo obtenido en esta inves-tigación, podemos observar que las restauraciones indi-rectas de cerómero, inlays y overlays, actúan de mejor manera frente a los inlay de cerámica, observando que la distribución de fuerzas es más uniforme en los dos tipos de restauración. La rigidez del inlay de cerámica hace que la restauración en sí no se deforme ni presente falla, pero altera completamente al diente remanente, por lo que, según lo obtenido en este es-tudio se contraindica el uso de inlays cerámicos para la restauración de cavidades MOD en premolares.

BIBLIOGRAFÍA

• Burke FJT, Wilson NHF, Wa-tts DC. (1993) The effect of cuspal coverage on the fracture resistance of teeth restored with indirect composite resin restora-tions. Quintessence Int. 24:875-880.

• Estrada, L., (2011), Incrusta-ciones Tipos y Materiales utili-zados, UIC

• Lange, R. T., & Pfeiffer, P. (2009). Clinical evaluation of ceramic inlays compared to composite restorations. Operati-ve dentistry, 34(3), 263-272.

• Magne P, Belser UR. (2003) Porcelain versus composite in-lays/onlays: effects of mechani-cal loads on stress distribution, adhesion, and crown flexure. Int J Periodontics Restorative Dent; 23:543-555

• Martinelli, A.C., Esmeral, L.I., Pessutti, M.C., & Pereira, J. C, (2002). Estética en restauracio-nes cerámicas Parte II: Aplica-ciones clínicas de las cerámicas dentales. Revista Odontológica Dominicana, v.8, p.26-33

• Rodrigues, Bruno, (2010), In-fluencia da configuracao cavita-ria e tipo de material restaurador no compartamento biomecánico de premolar superior. Análise por elemento finitos. Universi-dade Federal de Uberlandia

• Ragauska A, Apse P, Kasjano-vs V, Berzina-Cimdina L.(2008) Influence of ceramic inlays and composite fillings on fracture resistance of premolars in vitro. Stomatologija ;10:121-126.

• Sandu, L., Topală, F., & Po-rojan, S. (2011, August). Stress distribution in premolars with MOD cast metal restorations. World Scientific and Engi-neering Academy and Society (WSEAS). (pp. 356-360)

• Vargas, L. M. U. (2004). Res-tauraciones indirectas de ceró-mero. Odovtos.


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