Comparative study about generation methods of geometric models by finite element analysis / Estudo comparativo sobre métodos de geração de modelos geométricos por análise de elementos finitos

ABSTRACT

The aim of this study was to assess the influence of different methods for generating geometric models on stress values and distributions of endodontically treated teeth using a three-dimensional finite element analysis (3D-FEA). An endodontically treated human maxillary canine restored with glass fiber post and ceramic-fused-to-metal crown was scanned by microcomputed tomography and three-dimensionally reconstructed. Based on the microcomputed tomography images, 2 geometric models were generated and divided into the following groups Group GCAD - only the root dentine was reconstructed based on a microcomputed tomography image while the remaining structures were generated by GCAD software simulation, and Group GTC - the whole assembly was obtained from scanning and rehabilitated by microcomputed tomography. Loading of 180N at 45° of the tooth long axis was applied on the lingual surface of the incisal third and the models were supported by a periodontal ligament fixed into the 3 axes of the Cartesian system (x=y=z=0). von Mises stress (VMS) were calculated. Differences in stress value and distribution between the generation methods of the geometric models were found. The lowest ratio difference in GTC/GCAD was for resin cement and core. Thus, the method for generation of the geometric model in finite element analysis was found to influence the research results, suggesting better results for GCAD method(AU)

RESUMO

O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes métodos para a geração de modelos geométricos em valores de tensões e distrubuições de dentes tratados endodônticamente, utilizando-se uma análise tridimensional de elementos finitos (3D-FEA). Canino superior humano tratado endodonticamente, restaurado com pino de fibra de vidro e coroa metalocerâmica foi escaneado por meio de microtomografia computadorizada e reconstruído tridimensionalmente. Baseadas nas imagens de microtomografia computadorizada, foram gerados 2 modelos geométricos e divididos nos seguintes grupos grupo GCAD-apenas a dentina radicular foi reconstruída baseada na imagem obtida por meio de microtomografia computadorizada, enquanto as estruturas remanescentes foram geradas por simulação de software de CAD, e grupo GTC-todo conjunto inteiro foi obtido do escaneamento e reabilitado pela microtomografia computadorizada. O carregamento de 180N em 45° do longo eixo do dente foi aplicado na superfície lingual do terço incisal e os modelos foram suportados por um ligamento periodontal fixado nos 3 eixos do sistema cartesiano (x = y = z = 0). Tensões equivalents de von Mises (VMS) foram calculados. Foram encontradas diferenças no valor de tensões e distribuição entre os métodos de geração dos modelos geométricos. A menor razão entre GTC/GCAD foi para o cimento de resinoso e núcleo. Assim, verificou-se que o método de geração do modelo geométrico na análise de elementos finitos influenciou os resultados da pesquisa, sugerindo melhores resultados para o método GCAD(AU)