An Indirect Method to Measure Abutment Screw Preload: A Pilot Study Based on Micro-CT Scanning

ABSTRACT

This study aimed to measure the preload in different implant platform geometries based on micro-CT images. External hexagon (EH) implants and Morse Tapered (MT) implants (n=5) were used for the preload measurement. The abutment screws were scanned in micro-CT to obtain their virtual models, which were used to record their initial length. The abutments were screwed on the implant with a 20 Ncm torque and the set composed by implant, abutment screw and abutment were taken to the micro-CT scanner to obtain virtual slices of the specimens. These slices allowed the measurement of screw lengths after torque application and based on the screw elongation. Preload values were calculated using the Hooke's Law. The preloads of both groups were compared by independent t-test. Removal torque of each specimen was recorded. To evaluate the accuracy of the micro-CT technique, three rods with known lengths were scanned and the length of their virtual model was measured and compared with the original length. One rod was scanned four times to evaluate the measuring method variation. There was no difference between groups for preload (EH = 461.6 N and MT = 477.4 N), but the EH group showed higher removal torque values (13.8±4.7 against 8.2±3.6 Ncm for MT group). The micro-CT technique showed a variability of 0.053% and repeatability showed an error of 0.23 to 0.28%. Within the limitations of this study, there was no difference between external hexagon and Morse taper for preload. The method using micro-CT may be considered for preload calculation.

RESUMO

Resumo Este estudo teve como objetivo medir a pré-carga em diferentes conexões implante/pilar baseado em imagens de micro-CT. Implantes de hexágono externo (EH) e Cone Morse (MT) (n = 5) foram utilizados para a medição de pré-carga. Os parafusos de pilares foram digitalizados em um micro-CT de alta resolução para obter seus modelos virtuais, que foram utilizados para registrar o comprimento inicial. Os pilares foram parafusados sobre o implante com um torque de 20 Ncm e, o conjunto composto por implante, parafuso do pilar e pilar foi levado para o micro-CT para obter cortes virtuais dos espécimes. Esses cortes permitiram a medida do comprimento dos parafusos após a aplicação do torque. Assim, com base no alongamento dos parafusos, os valores de pré-carga foram calculados usando a Lei de Hooke. A pré-carga de ambos os grupos foram comparados pelo Test-t independente. O torque de remoção de cada espécime foi registrado. Para avaliar a precisão da técnica de micro-CT, três bastões foram escaneados em micro-CT e o comprimento do seu modelo virtual foi comparado com o comprimento original dos bastões. Um bastão foi digitalizado e mensurado quatro vezes para avaliar a variação do método de medição e a sua repetitividade. Não houve diferença entre os grupos para a pré-carga (EH = 461,6 N e MT = 477,4 N), no entanto o grupo EH apresentou maiores valores de torque de afrouxamento do parafuso (13,8 ± 4,7 contra 8,2 ± 3,6 Ncm para o grupo MT). A técnica de micro-CT mostrou uma variabilidade de 0,053% e a repetitividade apresentou um erro de 0,23 a 0,28%. Dentro das limitações deste estudo, não houve diferença entre Hexágono Externo e Cone Morse para pré-carga. O método baseado em imagens de micro-CT pode ser considerado para mensuração da pré-carga.