The effects of non carious cervical lesions - morphology, load type and restoration - on the biomechanical behavior of maxillary premolars: a finite element analysis / OS efeitos das lesões cervicais não cariosas ­ morfologia, tipo de carregamento e restauração - no comportamento biomecânico de pré-molares superiores: análise por elementos finitos

ABSTRACT

The aim of the present study was to analyze the effects of different types of non-carious cervical lesions (NCCLs) and their morphologies in premolars, restored (or not) with composite resin, on the application three occlusal loadings. The hypothesis was that differing NCCL morphologies, loading types and restoration with composite resin affect stress distribution patterns. A two-dimensional linear Finite Element Analyses (FEA) simulated a healthy tooth model (H) with dental structures including dentin, pulp, enamel, periodontal ligament, cortical bone, and trabecular bone. Three NCCL morphological models were examined Mixed (MI), Sauce (SA) and Wedged-shape (WS). All types of lesions were analyzed with and without restoration. The models were considered homogeneous and elastic. In each model three load types 100N vertical load (VL), buccal load (BL) and palatine load (PL) were applied. The Maximum Principal Stress values were analyzed. The quantitative analysis of stress (MPa) was identified at five points of the NCCLs according to the morphology of the lesion type initial point, superior wall, center of lesion, inferior wall and final point. It was found that NCCLs restored with composite resin exhibited stress distribution patterns similar to the healthy tooth model, independent of morphology and load. The Palatine Load was responsible for providing the highest values of accumulated tensions on the NCCL. The highest values of tensile stress on NCCL areas were found in the models without composite resin restoration, which had received PL. It was concluded that the different NCCL morphologies had little effect on stress distribution patterns. The major factors that affected the biomechanical behavior of premolars presenting NCCL were load type and the presence of composite restoration.

RESUMO

O objetivo desse estudo foi analisar a influência de diferentes morfologias de lesões cervicais não cariosas (LCNCs) em pré-molares superiores restaurados ou não com resina composta, aplicando três diferentes carregamentos oclusais. A hipótese é que a morfologia, o tipo de carregamento e a restauração influenciem no padrão de distribuição de tensão. Através do método de elementos finitos, foram simulados modelos bidimensionais, homogêneos, lineares e elásticos. O modelo do dente hígido (H) foi representado com as seguintes estruturas dentina, polpa, esmalte, ligamento periodontal, osso cortical, osso trabeculado e posteriormente simulou-se três morfologias de LCNCs Mista(MI), Arredondada (SA) e em forma de Cunha (WS). Todos os tipos de lesão foram analisados com a presença e ausência da restauração. Em cada modelo foram aplicados três diferentes tipos de carregamento, com 100 N cada carregamento vertical (VL), carregamento vestibular (BL) e carregamento palatino (PL). A análise quantitativa das tensões foi realizada através do critério de Tensão Máxima Principal em cinco regiões de cada LCNC, nos seguintes pontos ponto inicial, parede superior, centro da lesão, parede inferior e ponto final. Como resultado, as LCNCs restauradas com resina composta apresentaram distribuição de tensão semelhante a do modelo do dente hígido, independente da morfologia e do carregamento. O carregamento palatino foi responsável pelos maiores valores de acúmulo de tensão nas LCNCs. É possível conclui que Os diferentes tipos de morfologia das LCNCs apresentaram pequena influencia no padrão de distribuição de tensão. Os fatores de maior influência no comportamento biomecânico de pré-molares foram o tipo de carregamento e a presença da restauração.