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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ODONTOLOGIA DE PIRACICABA
TÓRIDE SEBASTIÃO CELEGATTI FILHO
Desenvolvimento e análise mecânica de compressão e fadiga de distratores, Alveolar, Palatino e Mandibular.
Development and analisis machanical of compression and fatigue of distractor: alveolar, palatal and
mandibular
PIRACICABA 2017
TÓRIDE SEBASTIÃO CELEGATTI FILHO
Desenvolvimento e análise mecânica de compressão e fadiga de distratores,
Alveolar, Palatino e Mandibular.
Development and analisis machanical of compression and fatigue of distractor: alveolar, palatal and mandibular
Tese apresentada à Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do Título de Doutor em Materiais Dentários.
Thesis presented to the Piracicaba Dental School of the University of Campinas in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor in Dental Materials.
Orientador: Simonides Consani
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA PELO ALUNO TÓRIDE SEBASTIÃO CELEGATTI FILHO, E ORIENTADO PELO PROF. DR. SIMONIDES CONSANI.
PIRACICABA 2017
Dedicatória.
Dedico este trabalho, bem como todas as conquistas,
aos meus pais Toride e Elza, meus irmãos, minha
família, em especial a minha esposa Caroline, e meus
filhos Manuela e Guilherme. Que sempre estão ao meu
lado apoiando - me em todos os meus objetivos.
Agradecimento Especial.
Ao Prof. Dr. Simonides Consani. Titular da Área de Materiais Dentários da Faculdade de
Odontologia de Piracicaba, UNICAMP, pela oportunidade de tê-lo conhecido e convivido
com uma pessoa exemplo de vida. Como meu orientador, pela paciência, pelos
ensinamentos para que meu conhecimento acadêmico, pela troca de informações e pelo
apoio que me tem fornecido dentro e fora desta Universidade.
Agradecimentos.
Á Faculdade de Odontologia de Piracicaba da Universidade Estadual de Campinas,
pela estrutura que tem oferecido para que possa ser desenvolvidos trabalhos de pesquisa
e desenvolvimento na de materiais para a Odontologia.
À área Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia de Piracicaba, UNICAMP,
por possibilitar condições de estudo e trabalho.
Aos professores da área Materiais Dentários, pelo convívio e apoio dado durante
este curso, Prof. Dr. Lourenço Correr Sobrinho, Prof. Dr. Mário Alexandre Coelho
Sinhoreti, Prof. Dr. Mário Fernando de Góes, Regina Puppine e Prof. Dr. Américo
Bortolazzo Correr.
Ao Eng. Marcos Blanco Cangiani, da área Materiais Dentários pelo auxílio sempre
oportuno no uso dos equipamentos para o desenvolvimento deste trabalho.
Á Funcionaria Selma Aparecida Barbosa Segala, da área Materiais Dentários por
todos os serviços de ajuda para que pudéssemos sempre estar atualizado nos
procedimentos internos da Universidade.
Aos colegas de turma, quando construímos sólida amizade e trocamos
conhecimentos adquiridos junto ao programa do Curso.
Á empresa Toride Ind. e Comércio Ltda., Mogi Mirim, SP, Brasil, pelo apoio,
estrutura e facilidades para a conclusão deste trabalho.
Aos colegas do setor de engenharia da empresa Toride Ind. e Comércio Ltda., em
especial Marcos Mariano e Alison A Rocha pela ajuda e compressão pela minha ausência
no trabalho para que eu pudesse desenvolver esta tese de doutorado.
Ao Eng. Ivan Espinhaço, do laboratório CENIC pelo auxílio sempre oportuno no uso
dos equipamentos para o desenvolvimento deste trabalho.
A todos que colaboraram de alguma forma para que esta realização fosse possível.
Resumo.
O propósito neste estudo foi confeccionar modelos de distratores que atuam na
distração palatina do palatino, alveolar e mandibular, e avaliar o comportamento mecânico
por meio dos testes de resistências à compressão e fadiga. Foram confeccionadas 40
amostras de distratores Palatino, sendo 10 Lilás de comprimento inicial de 22,0 e final de
30,0 mm e 8,0 mm de expansão; 10 Verde de comprimento inicial de 26,0 e final de 40,0
mm e 14,0 mm de expansão; 10 Azul de comprimento inicial de 30,0 e final de 44,0 mm e
14,0 mm de expansão e 10 Amarelo de comprimento inicial de 34,0 e final de 48,0 mm e
14,0 mm de expansão. Foram fabricadas 10 amostras de distratores alveolares com
expansão de até 10,0 mm para serem fixados em duas placas, uma no mancal móvel com
8 furos e outra no mancal fixo com 10 furos para parafuso cortical de 1,5 e 1,7 mm.
Também foram fabricadas 10 amostras de distratores mandíbular com expansão que
podem chegar até 55,0 mm. Os distratores foram confeccionados pela empresa Toride
Indústria e Comercio Ltda., Mogi Mirim, SP, Brasil. Os distratores foram confeccionados
com Titânio comercialmente puro (grau II), conforme norma ASTM F-67 (placas e
conjunto do mancal fixo e móvel para os distratores Alveolar e Mandibular) e liga de
Titânio Alumínio (6%) e Vanádio (4%) (tubo, parafuso, fuso e trava para os distratores
Alveolar e Mandibular e tambor, fuso, base, porca e capa para o Palatino). Os processos
para desenvolvimento dos distratores foram elaborados em programa de desenho Solid
Works. A fabricação dos distratores seguiu a metodologia de fabricação já existente na
empresa, compreendendo processo de usinagem em equipamento tornos de cabeçote
móvel modelo Citizen de 6 eixos, o qual mantém precisão e controle dimensional com
tolerância de ± 0,10 mm. Os testes de compressão e fadiga foram efetuados em máquina
de ensaio universal Shimadzu. No ensaio de fadiga por flexão, determinou-se que a
máquina interrompesse a ciclagem com 162.000 ciclos, variando a carga entre 144,0
kgf/1412,64 N (distrator palatino) e 162.000 ciclos com carga de 1,47 kgf/14,42 N
(distratores alveolar e mandibular).
Os valores de rigidez e força máxima foram numericamente diferentes entre os tipos
de distratores Palatino. No modo de falha, os distratores mostraram eventos de
cisalhamento, trinca e ruptura no fuso de rosca esquerda. Com exceção de uma amostra,
todas alcançaram o mesmo numero de ciclos no teste de fadiga. Os valores de rigidez e
força máxima foram numericamente diferentes entre as amostras do distrator Alveolar. No
modo de falha, os distratores mostraram eventos de deformação permanente e ruptura.
Com exceção de uma amostra, todas alcançaram o mesmo numero de ciclos no teste de
fadiga. Os valores de rigidez e força máxima foram numericamente diferentes entre as
amostras do distrator Mandibular. No modo de falha, os distratores mostraram eventos de
deformação permanente e ruptura. Os números de ciclos foram diferentes com ruptura em
todas as amostras. Em conclusão, os distratores mostraram diferentemente fatores de
rigidez, força máxima e fadiga. No modo de falha os distratores apresentaram
cisalhamento, deformação permanente e ruptura.
Palavras chave: Propriedades Físicas, Fadiga, Osteogênese por Distração.
Abstract
The purpose of this study was to create models of commercial disturbances that act
on the distraction of the palate, alveolar process and mandible, and evaluate the
mechanical behavior through the tests of resistance to compression and fatigue. 40
samples of Palatal distractors were made, with 10 Lilás of initial length of 22.0 and final of
30.0 mm and 8.0 mm of expansion; 10 Green with initial length of 26.0 and final of 40.0
mm and 14.0 mm of expansion; 10 Blue of initial length of 30.0 and final of 44.0 mm and
14.0 mm of expansion and 10 Yellow of initial length of 34.0 and final of 48.0 mm and 14.0
mm of expansion,10 samples of alveolar distractors with expansion of up to 10.0 mm were
manufactured to be fixed in two plates, one in the mobile bearing with 8 holes and the
other in the fixed bearing with 10 holes for cortical screw of 1,5 and 1,7 mm. We also
manufactured 10 samples of jaw distractors with expansion that can reach up to 55.0 mm.
The distractors were made by the company Toride Indústria e Comercio Ltda., Mogi Mirim,
SP, Brazil. The distractors were made with commercially pure Titanium (grade II),
according to ASTM F-67 and Titanium Aluminum alloy (6%) and Vanadium (4%) alloy. The
processes for the development of the distractors were elaborated in the Solid Works
drawing program. The manufacture of the distractors followed the existing manufacturing
methodology, comprising the machining process in the equipment of 6-axle Citizen model,
which maintains precision and dimensional control with a tolerance of ± 0.10 mm. The
compression and fatigue tests were performed on a Shimadzu Model universal test
machine (Shimadzu Corporation, Japan). The values of stiffness and maximum strength
were numerically different between the types of distractors Palatal. In the failure mode, the
distractors showed shear, crack and break events in the left-hand screw spindle. With the
exception of one sample, all achieved the same number of cycles in the fatigue test. The
values of stiffness and maximum strength were numerically different between the Alveolar
distractor samples. In the failure mode, the distractors showed events of permanent
deformation and rupture. With the exception of one sample, all achieved the same number
of cycles in the fatigue test. The values of stiffness and maximum force were numerically
different between the samples of the mandibular distractor. In the failure mode, the
distractors showed events of permanent deformation and rupture. Cycle numbers were
different with rupture in all samples. In conclusion, the distractors were shown differently
factors of stiffness, maximum strength and fatigue. In the failure mode, the distractors
presented shear, permanent deformation and rupture.
Keywords: Physical Properties, Fatigue, Osteogenesis Distraction.
Sumário
1. INTRODUÇÃO...................................................................................13
2. REVISÃO DA LITERATURA..............................................................15
3. PROPOSIÇÃO...................................................................................25
4. MATERIAL E METODOS...................................................................26
5. RESULTADOS...................................................................................36
6. DISCUSSÃO......................................................................................49
7. CONCLUSÃO.....................................................................................55
REFERÊNCIAS..................................................................................56
ANEXOS............................................................................................61
Anexo 1 – Relatórios de ensaios do distrator palatino ....................61
Anexo 2– Relatórios de ensaios do distrator alveolar .....................81
Anexo 3 – Relatórios de ensaios do distrator mandibular .............86
13
Introdução
Os estudos sobre distração osteogênica em ortopedia teve início em 1905
com Codivilla. Porém, o aprimoramento e desenvolvimento ocorreram,
principalmente em 1951, com Garvril Ilisarov quando propôs um dispositivo de
distração osteogênica para consolidação de fraturas ósseas, resultando no
desenvolvimento de nova tendência científica e clínica na área cirurgia óssea que
mais tarde ficou conhecida como distração e compressão de osteossíntese
(Saunders et al., 2012).
A técnica de distração osteogênica permite maior área de regeneração óssea
e se baseia na tração mecânica que produz tensões, resultando na separação
gradual dos segmentos ósseos previamente osteotomizado, estimulando a
neoformação óssea.
Além de água, o osso é composto por uma matriz inorgânica mineralizada
responsável pela resistência mecânica e por constituintes orgânicos que
proporcionam elasticidade e flexibilidade. Portanto, entende-se como distração
osteogênica o processo de aplicação do alongamento controlado à velocidade
apropriada para induzir nova osteogênese por meio da formação de osso
intramembranoso. Esse processo requer um estágio latente pós-fratura ou
osteotomia/corticotomia, outro de distração ativa com a aplicação de carga e uma
fase de consolidação óssea para assegurar mineralização suficiente e recuperação
da atividade funcional (Saunders et al., 2012).
Na Odontologia, as anatomias maxilar e mandibular são significativamente
mais complexas do que de ossos longos (fêmur, tíbia e úmero). Assim, a distração
osteogênica em ossos longos pode ser dirigida adequadamente por uma ação linear
(unidimensional), enquanto a ação não linear (tridimensional) de muitos tipos de
deformidades craniofaciais requer distratores específicos e entendimento da influência
mecânica sobre a diversidade do meio que atuará.
Os procedimentos de distração têm sido indicados principalmente para
pacientes que apresentam síndromes ou deformidades dentofaciais (Faber et al.,
2005); reabilitações de pacientes parcialmente desdentados com aumento vertical do
rebordo alveolar (Khongshei et al.,2013); tratamento da hipoplasia maxilar em
pacientes com fissuras lábiopalatinas; pacientes com anomalias congênitas ou
14
adquiridas na infância, com hipodesenvolvimento mandibular que resultou em
discrepância muito grande entre maxila e mandíbula, (Carneiro Junior et al., 2009);
apneias obstrutivas do sono associadas com malformação craniofacial congênita
devido à mandíbula hiploplástica e diminuição da faringe (Rachmiel et al., 2014);
tratamentos das deficiências transversais da mandíbula e apinhamento dentário como
alternativa à distração osteogênica da sínfise mandibular (Maia et al., 2007); e varias
outras anomalias que necessitam de procedimentos cirúrgicos, auxiliados por
distratores osteogênicos.
O material utilizado neste estudo foram dispositivos metálicos fabricados com
liga de titânio (norma ASTM F-136 - 6% de Alumínio, 4% de Vanádio e 90% Titânio e
norma ASTM F – 67 Titânio Puro), conhecidos como distratores osteogênicos que
acionados mecanicamente exercem a função de alongamento ósseo em regiões,
como maxila, mandíbula, palato e processo alveolar objetivando a formação de tecido
ósseo.
Diante dessas considerações, seria interessante e oportuno confeccionar
dispositivos metálicos usados na Odontologia e Medicina para distração osteogênica
palatina, alveolar e mandibular, e verificar o comportamento mecânico em ensaios de
compressão e fadiga.
15
Revisão da Literatura
Faber et al. (2005) descreveram que um dos fatores necessários para a
regeneração óssea por meio da distração osteogênica era a preservação do
suprimento sanguíneo da região a ser distraída.
Pinto et al. (2005) descreveram as etapas e procedimentos para distração
osteogênica da maxila com ancoragem externa em pacientes portadores de fissura
lábiopalatina, compreendendo: instalação do aparelho intrabucal: Cimentação na
véspera da cirurgia ou no dia ou após a anestesia em casos de pacientes não
colaboradores; cirurgia e colocação do aparelho de ancoragem externa: Cirurgia Le
Fort I, disjunção septal e pterigoide. Aparelho de ancoragem externa com instalação
de 2-3 parafusos de cada lado do crânio acima do músculo temporal. A barra
horizontal do aparelho paralela ao plano horizontal de Frankfurt e a barra vertical
posicionada no centro da face; distração maxilar: Período de latência em criança de
2-3 dias, e adolescentes e adultos de 5-7 dias, com ativação de 0,5 mm duas vezes
ao dia e avaliação semanal. consolidação atingindo o avanço maxilar para cada
caso (10-20 dias), mantendo o sistema de ancoragem por 2-6 semanas para
consolidação óssea, e remoção do distrator sob anestesia local ou sedação leve;
contenção: Instalação da máscara facial (uso noturno), elástico de tração (340g –
450g) e tempo de uso de 2 - 3 meses.
Maia et al. (2007) descreveram as indicações e objetivos alcançados na
distração osteogênica da sínfise mandibular, tendo indicações como correção da
mordida cruzada posterior completa (Síndrome de Brodie); atresia mandibular;
presença de corredor bucal escuro e perfis retos com apinhamento de até 6 mm com
extração dental não indicada, e objetivos, como: manutenção do perfil facial;
correção da Classe II, divisão I; nivelamento e alinhamento dentário e correção das
inclinações dentárias.
Las Casas et al. (2007) estudaram as forças aplicadas aos dentes de um
paciente durante a mastigação, relatando que para uma carga de oclusão direta,
sem interposição de obstáculo entre cúspide, existe uma força normal de 135 N
associada á uma força tangencial de 44 N. Foi observada também que para
16
mastigação de biscoito seria necessário uma força normal de 133 N e uma força
tangencial de 39 N.
Bell e Guerrero (2008) descreveram que a reconstrução do rebordo alveolar
por distração osteogênica pode ser indicada para o processo alveolar atrófico
resultante de trauma maxilofacial, doença periodontal e deformidades patológicas ou
congênitas. Essa técnica também pode ser aplicada em segmentos com dentes
anquilosados, má oclusão e mordidas abertas.
Jensen et al. (2008) comentaram que a distração osteogênica alveolar é
indicada nos casos de grandes defeitos ósseos de rebordo alveolar em altura (maior
que 9,0 mm) associados a defeitos de tecidos mole. A Osteotomia segmentar com
enxerto Interposicional é indicada para casos com defeitos moderados do rebordo
alveolar em altura (4 a 9 mm), sem associação com defeitos de tecidos mole. Outra
indicação para as duas técnicas é o reposicionamento cirúrgico de implantes mal
posicionados.
Mommaerts (2008) descreveu sobre a expansão rápida palatina
cirurgicamente assistida dentossuportada como sendo uma técnica bem
estabelecida para a correção da constrição maxilar; mordida cruzada vestibular (uni
ou bilateral); apinhamento anterior e grandes corredores bucais em pacientes
adultos. A ancoragem dental por expansores dentossuportadas apresentam várias
complicações, dentre elas possível perda de ancoragem, compressão do ligamento
periodontal, reabsorção vestibular da raiz e fenestração cortical, recidiva esquelética
durante e após o período de expansão, tornando a sobrecorreção necessária, e
inclinação dos dentes pilares e do segmento em vez de expansão paralela. Assim, o
distrator transpalatino fixado nas paredes palatais, evita os seguintes problemas:
não há perda da ancoragem porque as placas de suporte são fixadas no osso
palatino, há pouca ou nenhuma recidiva esquelética porque a expansão e a
contenção ocorrem sobre o osso, não há compressão da membrana periodontal,
reabsorção radicular ou fenestração cortical porque os dentes não fazem parte do
processo, e há pouca ou nenhuma inclinação dos segmentos porque as
intervenções ocorrem em local mais alto na abóboda palatina.
Van Sickels (2008) relataram que a distração osteogênica é utilizada para
tratar pacientes com deficiências ósseas e cuidar dos tecidos moles que não podem
ser tratados por meio de procedimentos tradicionais. Como qualquer técnica
17
cirúrgica é importante compreender quando deve ser indicada e quais seriam os
princípios biomecânicos fundamentais necessários para aplicação. Além disso,
relataram que o osso funciona como órgão dinâmico quando submetido à carga
mecânica, com comportamento dependente do tamanho, forma e material que o
compõe. Conjuntamente esses aspectos determinam as propriedades mecânicas,
considerando que elas regem o comportamento mecânico do osso.
Carneiro Junior et al. (2009) relataram que a distração osteogênica
mandibular é uma boa opção para pacientes com micrognatia que necessitam de
grandes avanços mandibulares, permitindo além da melhor harmonia facial, aumento
do espaço aéreo superior, e com pacientes traqueostomizados, a distração
osteogênica mandibular permite decanulização precoce e baixa morbidade em
relação a outras técnicas cirúrgicas.
Spiegelberg et al. (2010) descreveram os principios de Ilizarov para correção
de deformidades. Durante os anos 1950, Ilizarov desenvolveu um dispositivo de
distração externa, aplicado com sucesso no primeiro paciente com fratura de tíbia,
reduzindo significativamente o tempo de cura. Com o tempo, Ilizarov verificou que a
distração ostegênica podia distratir o osso em vez de compactá-lo. Também que o
procedimento de Distração osteogênica até 10% do alongamento dos músculos
seria tolerável, considerando que nervos, artérias e veias mostram evidência
histológica de alterações degenerativas temporárias que desaparecem em 2 meses
pós o alongamento concluido. Um fator importante no sucesso alcançado por
Ilisarov é a estabilidade óssea em osteogeneses, estando diretamente ligada à
qualidade e segurança que o dispositivo oferece.
Andrade et al. (2011) estudaram o desenvolvimento e evolução dos distrtores
osteogênicos, concluíndo que a técnica da Distração osteogênica oferecia novas
soluções para o tratamento cirúrgico-ortodôntico de anomalias e defeitos do
esqueleto craniofacial. A osteodistração é um meio pelo qual o osso pode ser
modelado com diferentes abordagens mais adequadas à natureza das deformidades
esqueléticas e assimetrias. Semelhante à distração osteogênica dos ossos longos, a
osteodistração craniofacial evoluiu da tração esquelética às técnicas de osteotomia e
metodos de fixação externa.
18
Cheung et al. (2011) relataram alguns pontos importantes na distração
alveolar, como corrigir a discrepância vertical entre a região reconstruída e residual
do reborbo alveolar, conseguir massa óssea vertical numa altura adequada para a
reabilitação de implantes dentários, e o controle de vetores da distração é essencial
para o transporte do segmento de osso para a região onde será implantado o
implante dentário.
Kumar et al. (2011) descreveram algumas condições clinicas para as quais
são recomendadas a distração alveolar, como: atrofia grave do rebordo desdentado,
deficiência segmentar do rebordo alveolar que compromete a colocação do implante,
rebordo alveolar estreito, quando a distração horizontal pode ser aplicada,
movimento vertical graduado dos dentes anquilosados quando o deslocamento
ortodôntico é impossível ou não foi bem sucedido e deslocamento vertical gradual do
implante osseointegrado juntamente com o osso alveolar circundante.
Maheshwari et al. (2011) relataram que as deformidades congênitas e
adquiridas podem ser resolvidas com distração osteogênica, considerando as
vantagens e desvantagens, como síndrome de Pierre Robin, micrognatia congênita
e não sindrômica, mandíbula e maxila severamente atresica; microssomia
craniofacial unilateral e bilateral, e hipoplasia média facial e assimetria facial. As
adquiridas são pertubações do crescimento pós-traumáticos da mandibula
(anquilose temporomandibular), fraturas consolidadas, atrofia dos segmentos
desdentados e defeitos ósseos mandibulares oncológicos. Agumas desvantagens
foram relacionadas como, falta de precisão, controle dimensional pouco preciso,
danos da ATM devido à orientação vetorial incorreta e difícil acesso para o cirurgião
durante a distração. Como vantagens, grandes avanços maxilomandibulares,
indicados para qualquer idade, menor tempo de internação, desnecessidade de
enxerto e osso formado mais natural permitindo resultado satisfatorio na colocação
de implantes.
Noia et al. (2011) descreveram que dentre as técnicas cirúrgicas disponíveis
para correção de defeitos em altura são destacadas a distração osteogênica alveolar
e a osteotomias segmentar com enxerto Interposicional, como sendo as que
apresentam melhores resultados clínicos em defeitos moderados e grandes de
rebordos alveolares em altura. A distração osteogênica alveolar é indicada para
tratamentos de defeitos grandes do rebordo alveolar em altura, sendo a ausência de
19
área doadora a principal vantagem, com alto índice de previsibilidade e indicada
para tratamentos de defeitos do rebordo alveolar em altura.
Bilbao et al. (2012) relataram que a distração osteogênica pode ser aplicada
em pacientes com tumores com envolvimento frequente da mandíbula/maxila com
resseção marginal ou segmentar e radioterapia. O alto transplante tipo vascularizado
é o melhor tratamento para reconstrução desses casos; embora, o procedimento
não seja ideal para pacientes com maior risco cirúrgico e que exigem qualidade de
tecido mole sobrejacente muito espesso.
Sesenna et al. (2012) relataram que a distração osteogênica para resolver
desconforto respiratório em pacientes pediátricos com micrognatia severa exige
quatro etapas de procedimento, como: colocação do dispositivo e osteotomia,
periodo de latência de cura primária, distração ativa com taxa de 2 mm ao dia até o
nível desejado de distração, e despois de completada a distração, os dispositivos
ficam no local durante 4 a 6 semanas para permitir que o osso regenerado se
consolide.
Karun et al. (2013) relataram desvantagens da distração osteogênica, como o
dispositivo tem que permanecer no paciente por um periodo mais longo até a
cictrização do osso podendo causar efeito psicológico na criança, os dispositivos
externos deixam cicatrizes, o tratamento exige muito dedicação do paciente e ajuda
de familiares, e custo elevedo dos dispositivos também pode impedir o acesso ao
tratamento. As vantagens são superiores às desvantagens, como melhores
resultados funcional e estético devido à correção das anomalias mandibulares.
Oliveira et al. (2013) descreveram que a hipoplasia mandibular é uma
malformação craniofacial que pode causar obstrução das vias aereas e pode afetar
a função mastigatoria. Esta anomalia é comum em muitas síndromes, incluindo a
Sequência de Pierre Robim e a Síndrome de Moebius. Com o propósito de evitar a
traqueostomia ou para permitir a descanulização precoce em crianças gravemente
afectadas, a Distração osteogênica mandibular externa bem sucedida induz a
remoção da obstrução das vias aereas, permitindo a respiração espontânea sem
dispositivos, um processo de alimenação independente sem a necessidade de
sondas nasogástrica ou gastrotomia, além de melhorar a assimetria linguística e
facial.
20
Sayáns et al. (2013) descreveram que a distração osteogênica vertical
alveolar permite o aumento do rebordo alveolar para colocar implantes dentários em
rebordos alveolares atróficos. Em comparação com outras técnicas cirúrgicas
proposta para este fim, a distração osteogênica vertical alveolar oferece vantagens,
desnecessidade de área do doador, redução do risco de reabsorção e colocação de
implantes em período de tempo relativamente curto.
Baykul et al. (2014) descreveram que a reconstrução da mandíbula com
enxerto de osso fibular livre é uma das opções de tratamento mais comum após a
resseção do tumor, e a distração osteogênica para reconstrução da mandibula pode
ser boa escolha para a reparação com retalho fibular.
Kobayashi et al. (2014) descreveram que o desenvolvimento de um sistema
de distração osteogênese facial híbrido que combina as vantagens dos dispositivos
de distração externo e interno para permitir o controle, tanto da distância do vetor de
distração quanto do avanço da maxila em rotação no sentido horário, permitindo
controle da distância vertical sem complicações durante os procedimentos. Os
autores acreditam que este sistema pode ser eficaz em crianças com síndrome de
craniossinostese, pois envolve duas osteotomias, uma na direção horizontal e outra
na vertical com alongamento.
Mampilly et al. (2014) descreveram que maior conhecimento da tecnologia
moderna e melhor compreensão biológica nos princípios da distração osteogênica
estão cada vez mais aplicados à estrutura craniofacial, sendo opção viável para
aumentar o osso alveolar natural da maxila e mandíbula.
Rachmiel et al. (2014) descreveram as vantagens e desvantagens dos
dispositivos de distração osteogênica externos e internos no alongamento da
mandíbula para correção no tratamento de distração da apneia obstrutiva do sono
em anomalias craniofaciais, conforme Quadro a seguir:
Dispositivos Externo Interno
Aproximação Intraoral, inserção pino externo, menor
e mais simples operação. Submandibular extrabucal, com
dissecção dos tecidos moles.
Osteotomia Fácil de executar e colocar os pinos em
várias estruturas anatômicas. De acordo com a anatomia local
e dimensão do dispositivo
Localização Fácil de colocar no espaço limitado
como em criança com micrognatia. Limitado pelo lugar
subperiósteo para a distração
ou dificuldade de fixação do
parafuso
21
Comprimento da
distração Permite mais distração Limitado pelo espaço
subperiósteo Conforto Desconfortável, pode ser danificado por
forças externas acidentais. Confortável e seguro
Vetor de distração Menos previsível Mais previsível pré-fixado pelo
dispositivo.
Precisão do
alongamento Menos preciso Mais preciso
Mudança do
dispositivo Possível Precisa de operação adicional
Estabilidade do
Dispositivo Possível afrouxamento do pino, pode
comprometer o período de retenção Estável por longo período de
retenção, melhor ossificação.
Recaída após um ano Maior recaída Recaída diminui.
Lesão no nervo facial Menor risco. Maior risco.
Infecção Mais infecção no local do pino Menos infecção no local do pino
Remoção do
dispositivo Simples, apenas desapertar os pinos. Segunda operação sob
anestesia geral.
Cicatriz na pele Duas bucais visíveis. Uma submandibular menos
visível.
Gupta et al. (2014) relataram que dois fatores significantes da distração
mandibular eram a capacidade de fornecer ossos fortes com exelente fornecimento
de sangue e a capaciadade de fornecer efetiva expanção do tecido mole chamado
de distração histogênese. Concluíram que a distração osteogênica foi eficaz para
melhorar os resultados funcionais e estéticos do paciente em casos de hipoplasia
mandibular secundária de anquilose temporomandibular.
Rath et al. (2014) estudaram a distração osteogênica do rebordo alveolar é
indicação para alveolares atróficos resultantes de doença periodontal, trauma,
deformidade congênita, resseção marginal de tumor ou fenestração de cisto,
mordida aberta causada pelo mau posicionamento vertical de segmentos de dentes,
dentes anquilosados, e extração ou alvulsão traumática de dentes. Também
comentou que a distração alveolar com rebordo ósseo não é recomendada para
mandíbulas severammente atróficas em pacientes com osteoporose grave ou idade
extremamente avançada e pacientes com limitações de espaço para colocação do
dispositivo. A distração osteogênica fornece oportunidade de obter formação natural
do osso entre o segmento distraido e o osso basal em curto espaço de tempo,
evitando a necessidade de colheita de osso autôgeno. O resultado bem sucedido do
aumento de reborbo por distração é responsavel pela formação de qualidade e
quantidade adequada de tecido ósseo, proporcionando estabilidade primária de
22
implantes e favoravelmente suporta as exigências biomecânicas dos implantes
dentários.
Boonzaier et al. (2015) estudaram um dispositivo para distração osteogênica
de grandes defeitos maxilares, e relacionaram algumas exigências práticas para a
reconstrução maxilar, considerando a complexa geometria da região maxilar, como
instalação e ativação intra-bucal que evita protuberâncias da pele, facilmente
customizado para combinar a geometria específica para cada caso, capacidade para
distrair uma distância ilimitada dentro da cavidade bucal, capacidade de fornecer
calo ósseo alongado que possa resistir força de até 60 N, e proporciona boa
ancoragem na região óssea de suporte.
Lee et al. (2015) relataram o sucesso do tratamento de um grande defeito
osseo após a reconstrução do local onde o implante dental foi retirado usando o
procedimento de Distração osteogênica, com enxertia óssea utilizando malha de
titanio e osso bovino. O volume de osso regenerado foi insuficiente para colocação
de novos implantes. Em seguida, foi feito procedimento para aumento vertical no
local do procedimento com distração osteogênica, obtendo altura óssea suficiente
para a colocação de novos implantes.
Mohanty et al. (2015) estudaram a eficácia da distração osteogênica no
aumento dos rebordos alveolares deficientes nas dimensões verticais e concluíram
que a distração osteogênica vertical é um método previsível para os genes de
tecidos duros e moles e que o ganho de massa óssea vertical atinge mais de 10
mm, sem necessidade de transplante ósseo e mostra redução da morbidez. O
ganho de osso no final da distração pareceu duradouro e a taxa de infecção foi
extremamente limitada. A maioria das complicações foi fácil de ser resolvida e a
colocação de implantes foi viável com a estabilidade primária do osso em
crescimento na região distraída. Como também uma resseção de ameloblastoma
mandibular, tratado com distração osteogênica bilateral e uni-vetorial utilizando uma
placa de reconstrução como suporte e apoio. Quarenta milímetros foram distraídos
em cada lado. A duração da consolidação foi cerca de 120 dias, havendo
necessidade de outra cirurgia para enxerto ósseo na região inferior da mandíbula,
porque o distrator unidirecional não consegue exercer movimento em curvatura. Os
autores concluíram que este tipo de dispositivo pode resolver casos de grandes
defeitos mandibulares.
23
Srivastava et al. (2015) descreveram o tratamento bem sucedido com
dispositivos internos de distração osteogênica em pacientes com deficiência maxilar,
mordida cruzada e lábio leporino (abertura no lábio e fenda palatina) obtendo
melhora na função da mandíbula, boa estética e estabilidade oclusal sem recaída.
Rachmiel et al. (2015) descreveram que a distração osteogênica em cirurgia
bucal e maxilo-facial tem aumentando nas últimas décadas especialmente para
deficiência óssea grave, como: maxila deficiente no terço médio da face, mandíbula
hipoplásica deficiente e osso alveolar deficiente antes da colocação do implante. As
etapas do procedimento de distração são: corticotomia ou osteotomias e
posicionamento dos dispositivos de distração, período de latência de 5 a 7 dias,
distração gradual numa taxa de 0,5 - 1 mm por dia, e período de retenção/
consolidação de vários meses para maturação do calo e mineralização óssea.
Ylikontiola et al. (2015) relataram que a distração osteogênica sequencial da
maxila em dois planos perpendiculares entre si é uma abordagem segura e estável
para o tratamento de pacientes com fissura labiopalatina com transversia grave e
discrepâncias ânteroposterior. Os riscos associados com a distração osteogênica
das estruturas médiofaciais são semelhantes aos dos riscos ocorridos com
osteotomias tradicionais. O planejamento pré-operatório cuidadoso dos vetores de
distração é essencial para garantir que não ocorra convergência e que o segmento
distraido avança plenamente na direção desejada sem a interferência de estruturas
ósseas circundantes aos dentes.
Balaji (2016) relatou que a distração osteogênica total seria um beneficio
potencial para pacientes com defeitos ósseos após a retirada de tumor na
mandíbula, sendo um tratamento indicado para pacientes que não podem ser
submetidos a procedimentos cirúrgicos muito agressivos e tempo prolongado de
cirurgia devido às condições de saúde. A distração osteogênica é um procedimento
confiável para situações de ganho ósseo após a retirada de tumores. A facilidade da
técnica de distração e a eficaz da formação óssea são condições favoráveis no caso
de tumor benigno em comparação ao tumor maligno.
Sahoo et al. (2016) relataram que o transporte ósseo por distração
osteogênica do ramo mandibular é eficaz opção terapêutica no tratamento de
anquilose e que a distração com distrator Zurique pediátrico proporciona resultados
previsíveis na reconstrução do ramo condilar (RCU) evitando a mordida aberta pós-
24
operatório. É considerada excelente alternativa ao enxerto ósseo autógeno e
reconstrução protética, com resultado funcional e estético para pacientes operados
por anquilose da ATM
25
Proposição
O propósito neste estudo foi confeccionar modelos de distratores que atuam
na distração palatina, alveolar e mandibular, e avaliar o comportamento mecânico
por meio dos testes de resistências à compressão e fadiga.
A hipótese testada foi que os comportamentos mecânicos de compressão e
fadiga seriam similares nos modelos desenvolvidos.
26
MATERIAL E MÉTODOS
Os distratores osteogênicos palatino, alveolar e mandibular foram fabricados
para atender o conceito de ósseo fixação pelo processo osteogênico pela empresa
Toride Indústria e Comercio Ltda., Mogi Mirim, SP. Brasil. Os distratores foram
confeccionados com Titânio comercialmente puro (grau II), conforme norma ASTM
F-67 (placas e conjunto do mancal fixo e móvel para os distratores Alveolar e
Mandibular) e liga de Titânio Alumínio (6%) e Vanádio (4%) (tubo, parafuso, fuso e
trava para os distratores Alveolar e Mandibular e tambor, fuso, base, porca e capa
para o Palatino).
Após a usinagem, os componentes dos distratores foram submetidos ao
processo de rebarbação, e tratamento de superfície em equipamento para polimento
magnético. Em seguida foi feito a limpeza ultrassônica dos componentes e
tratamento em meio acido ( acido sulfúrico 0,11 molar e 0,17 molar) para produzir
uma camada de óxido sobre a superfície (passivação). A definição de cores dos
modelos dos distratores palatino foi feita alterando do potencial da corrente elétrica
no meio acido. Depois, as peças foram para o setor de controle de qualidade,
montados e embalados.
27
Distrator Palatino
Os distratores palatino foram projetados com quatro diferentes comprimentos
definidos por cores (Quadro 1).
Quadro 1 – Código, descrição, capacidade de ativação e desenho do distrator
palatino.
Código Descriçã
o
Ativação (mm) Desenho
Inicio Final Expansão
3.00.011 Distrator
palatino
22,0
30,0
8,0
3.00.012
Distrator
palatino
26,0
40,0
14,0
3.00.013
Distrator
palatino
30,0
44,0
14,0
3.00.014
Distrator
palatino
34,0
48,0
14,0
28
Distrator alveolar
O distrator alveolar foi projetado com tamanho único (Quadro 2).
Quadro 2 – Código, descrição, capacidade de ativação e desenho do distrator
alveolar.
Código Descrição Expansão Desenho
04.00.013
Distrator alveolar
10,0 mm
Distrator mandibular
O distrator mandibular foi projetado com tamanho único (Quadro 3).
Quadro 3 – Código, descrição, capacidade de ativação e desenho do distrator
mandibular.
Código
Descrição
Expansão
Desenho
04.00.001
Distrator
mandibular
55,0 mm
29
Componentes dos distratores
Palatino (1 lilás)
Quadro 4 - Componentes do distrator palatino (1 lilás).
Código
Descrição
Identificação
Desenho
3.11.001
Tambor
TI – 004.426
3.11.002
Fuso com rosca direita
TI – 004.428
3.11.003
Fuso com rosca esquerda
TI – 004.429
3.11.006
Base
TI – 004.423
3.11.007
Porca
TI – 004.425
3.11.008
Capa
TI – 004.424
30
Palatino (2 verde)
Quadro 5 - Componentes do distrator palatino (2 verde).
Código
Descrição
Identificação
Desenho
3.12.001
Tambor
TI – 004.426
3.12.002
Fuso com rosca direita
TI – 004.428
3.12.003
Fuso com Rosca Esquerda
TI – 004.429
3.11.006
Base
TI – 004.423
3.11.007
Porca
TI – 004.425
3.11.008
Capa
TI – 004.424
31
Palatino (3 azul)
Quadro 6 - Componentes do distrator palatino (3 azul).
Código
Descrição
Identificação
Desenho
3.13.001
Tambor
TI – 004.426
3.13.002
Fuso com rosca direita
TI – 004.428
3.13.003
Fuso com Rosca Esquerda
TI – 004.429
3.11.006
Base
TI – 004.423
3.11.007
Porca
TI – 004.425
3.11.008
Capa
TI – 004.424
32
Palatino (4 amarelo)
Quadros 6 - Componentes do distrator palatino (4 amarelo).
Código
Descrição
Identificação
Desenho
3.14.001
Tambor
TI – 004.426
3.14.002
Fuso com rosca direita
TI – 004.428
3.14.003
Fuso com Rosca Esquerda
TI – 004.429
3.11.006
Base
TI – 004.423
3.11.007
Porca
TI – 004.425
3.11.008
Capa
TI – 004.424
33
Alveolar
Quadros 7 - Componentes do distrator alveolar.
Código
Descrição
Identificação
Desenho
04.07.001
Placa com 8 furos
TI-004.464
04.13.001
Placa com 10 furos
TI-005.224
04.14.000
Tubo
TI-005.215
04.11.000
Parafuso trava
TI-005.216
04.12.000
Mancal móvel
TI-005.217
04.10.000
Fuso
TI-005.218
04.13.000
Mancal fixo
TI-005.219
14.17.000
Conjunto do mancal móvel
TI-005.237
14.20.000
Conjunto do mancal fixo
TI-005.293
34
Mandibular
Quadros 8 - Componentes do distrator mandibular.
Código
Descrição
Identificação
Desenho
04.01.006
Tubo.
TI – 004.434
04.01.008
Fuso.
TI – 004.436
04.01.002
Mancal móvel
.
TI - 004.437
04.01.003
Mancal fixo
.
TI – 004.438
04.01.011
Parafuso trava .
TI – 005.282
04.01.001
Placa 44.
TI – 004.446
04.01.004
Conjunto mancal móvel.
TI – 005.284
04.01.005
Conjunto mancal fixo.
TI – 005.286
04.01.007
Trava.
TI – 004.435
04.01.009
Parafuso menor.
TI – 004.439
04.01.010
Parafuso maior.
TI – 004.440
35
Ensaio de carregamento.
Os testes de compressão e fadiga foram efetuados em máquina de ensaio
universal (Shimadzu, Tóquio, Japão), tendo como objetivo avaliar as propriedades
das resistências à compressão e fadiga, objetivando a força máxima (N), conforme
Figura 1.
Figura 1 - Máquina universal de ensaio Shimadzu.
Os distratores foram fixados pela base nos bloco de ensaio polimérico da
maquina de ensaio, com parafusos corticais. (figura 1)
No ensaio estático de compressão, os distratores foram submetidos ao
carregamento até que a máquina de ensaio detectasse algum evento de falha
(cisalhamento trinca ou ruptura). No ensaio de fadiga por flexão, determinou-se que
a máquina interrompesse a ciclagem com 162.000 ciclos, variando a carga entre
144,0 kgf/1412,64 N (distrator palatino) e 162.000 ciclos com carga de 1,47
kgf/14,42 N (distratores alveolar e mandibular). Esses diferentes valores de carga
para o ensaio de resistência à fadiga por flexão foram obtidos em ensaio pré-teste
(ensaio piloto).
36
Resultados
Distrator palatino
Carregamento estático de compressão
Quando a carga de compressão foi aplicada no sentido vertical foram
analisados os fatores comprimento, rigidez (N/mm), força máxima (N) e modo de
falha.
Verifica-se na Tabela 1 que a rigidez (N/mm) e a força máxima (N) foram
numericamente diferentes entre as amostras (2110,72 a 2971,13 e 1868,75 a
2450,16, respectivamente). No modo de falha, três amostras mostraram
cisalhamento da rosca esquerda (60%), e ocorreu ruptura na rosca esquerda nas
demais amostras (40%), como mostra a Figura 2.
Tabela 1 - Resultados numéricos e média dos valores de rigidez, força máxima e
modo de falha das amostras do distrator lilás.
37
Figura 2 – Ilustração do modo de falha das amostras do distrator lilás.
Verifica-se na Tabela 2 que a rigidez (N/mm) e a força máxima (N) foram
numericamente diferentes entre as amostras (1438,53 a 2371,22 e 1470,13 a
2064,53, respectivamente). No modo de falha, três amostras mostraram
cisalhamento da rosca esquerda (60%), e ruptura na rosca esquerda nas demais
amostras (40%), como mostra a Figura 3.
Tabela 2 - Resultados numéricos e média dos valores de rigidez, força máxima e
modo de falha das amostras do distrator verde.
38
Figura 3 – Ilustração do modo de falha das amostras do distrator verde.
Verifica-se na Tabela 3 que a rigidez (N/mm) e a força máxima (N) foram
numericamente diferentes entre as amostras (1827,78 a 2250,31 e 1900,16 a
2071,72, respectivamente). No modo de falha, todas as amostras mostraram ruptura
na rosca esquerda (100%), como mostra a Figura 4.
Tabela 3 - Resultados numéricos e média dos valores de rigidez, força máxima e
modo de falha das amostras do distrator azul.
39
Figura 4 – Ilustração do modo de falha das amostras do distrator azul.
Verifica-se na Tabela 4 que a rigidez (N/mm) e a força máxima (N) foram
numericamente diferentes entre as amostras (1255,32 a 2277,57 e 1536,75 a
1945,47, respectivamente). No modo de falha, todas as amostras mostraram trinca
na rosca esquerda (100%), como mostra a Figura 5.
Tabela 4 - Resultados numéricos e média dos valores de rigidez, força máxima e
modo de falha das amostras do distrator amarelo.
40
Figura 5 – Ilustração do modo de falha das amostras do distrator amarelo.
41
Fadiga
Quando a carga de flexão foi aplicada no sentido vertical foram analisados os
seguintes fatores: força máxima (N), número de ciclos e evento de falha.
Verifica-se na Tabela 5 que os valores de força máxima (N) e número de
ciclos foram numericamente similares (100%) em todas as amostras (1412,64 e
162.000, respectivamente). No modo de falha, duas amostras mostraram ruptura,
uma no fuso próximo à base (20%) e outra na base (20%), como mostra a Figura 6,
enquanto as outras amostras não mostraram eventos de falha (60%).
Tabela 5 - Resultados numéricos dos valores da força máxima, número de ciclos e
evento de falha das amostras do distrator lilás.
Figura 6 – Ilustração do evento de falha das amostras do distrator lilás.
42
Verifica-se na Tabela 6 que os valores de força máxima (N) foram
numericamente similares (100%) em todas as amostras (1412,64), enquanto o
número de ciclos mostrou similaridade para quatro amostras com 162.000 ciclos
(80%), e uma com 145.982 ciclos (20%). No modo de falha, uma amostra mostrou
ruptura no fuso e base (20%), como mostra a Figura 7, e as demais não mostraram
eventos de falha (80%).
Tabela 6 - Resultados numéricos dos valores da força máxima, número de ciclos e
evento de falha das amostras do distrator verde.
Figura 7 – Ilustração do evento de falha da amostra do distrator verde.
43
Verifica-se na Tabela 7 que os valores de força máxima (N) e número de
ciclos foram numericamente similares (100%) em todas as amostras (1412,64 e
162.000, respectivamente). No modo de falha, todas as amostras não mostraram
evento de falha (100%).
Tabela 7 - Resultados numéricos dos valores da força máxima, número de ciclos e
evento de falha das amostras do distrator azul.
Verifica-se na Tabela 8 que os valores de força máxima (N) e número de
ciclos foram numericamente similares (100%) em todas as amostras (1412,64 e
162.000, respectivamente). No evento de falha, uma amostra mostrou ruptura na
base (20%), como mostra a Figura 8, e as demais não mostraram eventos de falha
(80%).
Tabela 8 - Resultados numéricos dos valores da força máxima, número de ciclos e
evento de falha das amostras do distrator amarelo.
44
Figura 8 – Ilustração do evento de falha da amostra do distrator amarelo.
Distrator alveolar
Carregamento de compressão
Quando a carga de compressão foi aplicada no sentido vertical foram
analisados os fatores rigidez (N/mm), força máxima (N) e modo de falha.
Verifica-se na Tabela 8 que a rigidez (N/mm) e a força máxima (N) foram
numericamente diferentes entre as amostras (33,15 a 41,51 e 31,50 a 37,09,
respectivamente). No modo de falha, quatro amostras mostraram deformação
permanente na placa do mancal móvel (80%), e uma apresentou ruptura na placa
com o mancal móvel (20%), como mostra a Figura 9.
Tabela 8 - Resultados numéricos e média dos valores de rigidez, força máxima e
modo de falha das amostras do distrator alveolar.
45
Figura 8 – Ilustração do modo de falha das amostras do distrator alveolar.
Fadiga
Quando a carga de flexão foi aplicada no sentido vertical foram analisados os
fatores força máxima (N), número de ciclos e evento de falha.
Verifica-se na Tabela 9 que os valores de força máxima (N) foram
numericamente similares (100%) em todas as amostras (14,42), enquanto o número
de ciclos mostrou similaridade para quatro amostras com 162.000 ciclos (80%), e
uma com 110.678 ciclos (20%). No modo de falha, uma amostra mostrou ruptura na
placa com o mancal móvel (20%), como mostra a Figura 9, e as demais não
mostraram eventos de falha (80%).
Tabela 9 - Resultados numéricos dos valores da força máxima, número de ciclos e
evento de falha das amostras do distrator alveolar.
46
Figura 9 – Ilustração do evento de falha da amostra do distrator alveolar.
Distrator mandibular
Carregamento de compressão.
Quando a carga de compressão foi aplicada no sentido vertical foram
analisados os fatores rigidez (N/mm), força máxima (N) e modo de falha.
Verifica-se na Tabela 10 que a rigidez (N/mm) e a força máxima (N) foram
numericamente diferentes entre as amostras (6,26 a 8,83, e 26,69 a 30,44,
respectivamente). No modo de falha, quatro amostras mostraram ruptura na placa
do mancal fixo (80%), como mostra a Figura 10, e uma apresentou deformação
permanente na placa com o mancal fixo (20%).
Tabela 10 - Resultados numéricos e média dos valores de rigidez, força máxima e
modo de falha das amostras do distrator mandibular.
47
Figura 10 – Ilustração do modo de falha das amostras do distrator mandibular.
Fadiga
Quando a carga de flexão foi aplicada no sentido vertical foram analisados os
fatores força máxima (N), número de ciclos e evento de falha.
Verifica-se na Tabela 11 que os valores de força máxima (N) foram
numericamente similares (100%) em todas as amostras (14,42), enquanto o número
de ciclos não mostrou similaridade entre amostras (21.235 a 130.614). No modo de
falha, todas as amostras mostraram ruptura na placa com o mancal fixo (100%),
como mostra a Figura 11.
Tabela 11 - Resultados numéricos dos valores da força máxima, número de ciclos e
evento de falha das amostras do distrator alveolar.
48
Figura 11 – Ilustração do evento de falha das amostras do distrator alveolar.
49
Discussão
A hipótese testada foi que os comportamentos mecânicos de compressão e
fadiga seriam similares nos três modelos desenvolvidos. Considerando que os
valores de rigidez, força máxima, fadiga e eventos de ruptura foram diferentes em
cada modelo de distratores, a hipótese testada foi rejeitada.
Distrator Palatino
Compressão
Verifica-se nas Tabelas 1 e 2 que a rigidez (2110,72 a 2971,13 e 1438,53 a
2371,22 N/mm, respectivamente) e força máxima (1868,75 a 2450,16 e 1470,13 a
2064,53 N, respectivamente) foram numericamente diferentes entre as amostras em
cada distrator. No modo de falha, três amostras de cada modelo mostraram
cisalhamento da rosca esquerda (60%), e ruptura na rosca esquerda nas demais
amostras (40%), como mostram as Figuras 2 e 3.
Com base nesses resultados, é possível supor que se a carga de
compressão fosse aumentada ocorreria fratura dessas amostras na região da
deformação por cisalhamento, como ocorreu nas amostras fraturadas. Um estudo
anterior mostrou que parafusos expansores desenvolveram forças de 16 – 20 kg, os
quais foram adequados para obter rápida expansão da maxila. Com o uso desses
dispositivos para expansão ocorreu falha da estrutura somente com maior força
(cerca de 20 kg), a qual não poderia ser observada em situação clínica (Camporesi
et al., 2013)
Verifica-se nas Tabelas 3 e 4 que a rigidez (1641,30 a 2250,31 e 1255,32 a
2277,57 N/mm, respectivamente) e força máxima (1900,16 a 2071,72 e 1536,75 a
1945,47 N, respectivamente) foram numericamente diferentes entre as amostras em
cada distrator. No modo de falha, todas as amostras exibiram ruptura no eixo da
rosca esquerda próxima à porca de aperto (Figura 4) e trinca na região do eixo da
rosca esquerda próxima à porca de aperto (Figura 5). Pode-se supor que aplicação
de maior carga de compressão promoveria fratura dessas amostras na mesma
região onde ocorreram as trincas.
50
Considerando que para uma carga de oclusão direta, ou seja, sem
interposição de nenhum obstáculo entre cúspides, existiria uma força normal de 135
N associada ao esforço tangencial de 44 N. Foi observada também que para
mastigação de biscoito seria necessária uma força normal de 133 N e uma força
tangencial de 39 N (Las Casas et al., 2007). Além disso, trabalhos anteriores
mostraram que as forças de oclusão ocorridas na área de incisivos estão numa
escala de 120 a 225 N para homens e de 64 N a 185 N para mulheres.
(Paphangkorakit & Osborn, 1997; Paphangkorakit & Osborn, 1998; Presente et al.,
2008).
Com base nos relatos dos autores anteriormente mencionados, as falhas do
distrator palatino sob a influência da compressão ocorreram com valores muito
acima dos quais os dentes estão sujeito durante a mastigação normal. Diante deste
fato, pode-se supor que os distratores quando em uso clinico não teriam o
desempenho mecânico negativamente influenciado pelas falhas mecânicas que
ocorreram durante o ensaio de compressão neste estudo.
Além disso, as vantagens do distrator palatino fixado nas paredes ósseas
evitam os seguintes problemas: perda da ancoragem porque as placas de suporte
são fixadas no osso palatino, pouca ou nenhuma recidiva óssea porque a expansão
e a contenção ocorrem apoiadas no osso, não há compressão da membrana
periodontal, reabsorção radicular ou fenestração cortical porque os dentes não
fazem parte do processo, e pouca ou nenhuma inclinação porque as intervenções
ocorrem no alto da abóbada palatina (Mommaerts, 2008). Com esses fatores, alega-
se que o tratamento com distrator seria bem sucedido em pacientes com deficiência
maxilar, mordida cruzada e lábio leporino (abertura no lábio e fenda palatina)
obtendo consequentemente melhora na função da mandíbula, boa estética e
estabilidade oclusal sem recidiva (Srivastava et al., 2015).
Fadiga
Os valores de força máxima (N) e número de ciclos foram numericamente
similares (100%) em todas as amostras (Tabela 5). No modo de falha, 40% das
amostras mostraram ruptura, enquanto 60% não mostraram eventos de falha (Figura
6). Os valores de força máxima (N) foram numericamente similares (100%),
enquanto o número de ciclos mostrou similaridade em 80% (Tabela 6). Ocorreu
51
ruptura em 20% das amostras, enquanto 80% não mostraram falhas (Figura 7). Nas
Tabelas 7 e 8, os valores de força máxima (N) e número de ciclos foram 100%
similares. Em 100% (Figura 8) e 80% (Figura 9) das amostras não ocorreram
nenhum evento de falhas.
Um fato importante a ser destacado no ensaio de fadiga foi a localização dos
eventos de falhas. As falhas ocorreram no fuso e na base do distrator porque o
ensaio de fadiga por flexão promoveu, provavelmente, maior tensão nessas duas
regiões. O local de fratura no fuso foi na região de menor diâmetro, o que pode ter
favorecido o aumento da rigidez pelo encruamento a frio, facilitando a fratura. Na
base, a fratura pode ter ocorrida porque existe uma folga no encaixe entre a
extremidade do fuso e o encaixe na base (articulação para fixação do distrator).
Esse fato pode ter aumentado à tensão nesse local porque o fuso funcionou como
um fator impactante sobre a base, enfraquecendo a resistência mecânica de ambos.
Distrator Alveolar
Compressão
Na Tabela 8 verifica-se que a rigidez (N/mm) e força máxima (N) foram
numericamente diferentes entre as amostras. No modo de falha, 80% das amostras
mostraram deformação permanente na placa do mancal móvel, e 20% ruptura na
placa com o mancal móvel (Figura 8). Com base nesses resultados, foi possível
supor que a aplicação de maior carga de compressão promoveria ruptura das
amostras devido ao aumento da rigidez na mesma região da deformação
permanente.
Como o evento de ruptura ocorreu na solda entre a placa de fixação e o
mancal móvel em 20% das amostras, seria possível também supor que a resistência
da solda tenha sido negativamente influenciada por fatores aleatórios, como
porosidade, contração por esfriamento ou tensão induzida, influência que não foi
evidenciada em 80% das amostras, nas quais o evento de falha foi deformação
52
permanente. A fratura talvez pudesse ser evitada se um processo de soldagem
adicional fosse efetuada na região entre a placa e o mancal, reforçando a resistência
da união soldada.
A distração osteogênica alveolar tem sido indicada para grandes defeitos do
rebordo alveolar. Além disso, a ausência de área doadora seria a principal vantagem
da técnica, com maior índice de previsibilidade e indicação para tratamentos de
defeitos do rebordo alveolar em altura (Noia et al., 2011). Atrofia grave do rebordo
desdentado, deficiência segmentar do rebordo alveolar que compromete a
colocação do implante, rebordo alveolar estreito, quando a distração horizontal pode
ser aplicada, movimento vertical graduado dos dentes anquilosados, quando o
deslocamento ortodôntico é impossível ou não foi bem sucedido e deslocamento
vertical gradual do implante osseointegrado juntamente com o osso alveolar
circundante são outros fatores para indicação desse procedimento (Kumar et al.
(2011). Por essas indicações clínica, um dos principais requisitos deste projeto
envolvendo o distrator alveolar foi que a guia linear pudesse oferecer controle e
precisão do vetor de distração para o transporte do segmento ósseo na região onde
será colocado o implante dentário, conforme critério alegado na literatura (Cheung et
al., 2011)
Fadiga
Os valores de força máxima (N) foram numericamente similares (100%)
(Tabela 9), enquanto o número de ciclos apresentou similaridade em 80%. No modo
de falha, 20% das amostras mostraram ruptura, enquanto 80% não mostraram
eventos de falha (Figura 9).
Com resultados similares aos do ensaio de compressão, o evento de ruptura
também ocorreu na solda entre a placa de fixação e o mancal móvel em 20% das
amostras. Da mesma forma, seria possível supor que a resistência da solda tenha
sido negativamente influenciada por fatores aleatórios, como porosidade, contração
por esfriamento ou tensão induzida, influência que não foi evidenciada em 80% das
amostras, nas quais ocorreu deformação permanente. Como alegado no ensaio de
compressão, a fratura talvez pudesse ser evitada se um processo de soldagem
53
adicional fosse efetuado na região entre a placa e o mancal, reforçando a resistência
da união soldada
Este modelo de distrator foi projetado com uma diferença quando comparado
com os disponíveis atualmente no mercado, ou seja, na base do corpo do distrator
onde corre o mancal foi projetada uma guia linear para que o mancal móvel soldado
na placa deslizasse com maior precisão quando do acionamento do distrator,
facilitando o transporte ósseo.
Segundo alega Cheung et al.(2011), um dos pontos mais importantes da
distração alveolar seria a possibilidade de corrigir a discrepância vertical na região
reconstruída residual do rebordo alveolar e conseguir massa óssea vertical numa
altura adequada para reabilitação com implantes dentários. Além disso, a
possibilidade de controlar o vetor da distração seria essencial para o transporte do
segmento ósseo para a região onde será colocado o implante dentário.
Distrator Mandibular
Compressão
Na Tabela 10 verifica-se que a rigidez (N/mm) e a força máxima (N) foram
numericamente diferentes entre as amostras. No modo de falha, 20% das amostras
mostraram deformação permanente na placa do mancal fixo e 80% ruptura na placa
com o mancal fixo (Figura 10). Com base nesses resultados, foi possível supor que
aplicação de maior carga de compressão promoveria ruptura das amostras devido
ao aumento da rigidez na mesma região da deformação permanente.
Como o evento de ruptura ocorreu na solda entre a placa de fixação e o
mancal fixo em 80% das amostras, seria possível também inferir que a resistência
da solda tenha sido negativamente influenciada por fatores aleatórios, como
porosidade, contração por esfriamento ou tensão induzida, influência que não foi
evidenciada em 20% das amostras, nas quais foi observada apenas evento de
deformação permanente. A fratura talvez pudesse ser evitada com uma
complementação do processo de soldagem na região da placa com o mancal, onde
possivelmente a resistência do distrator seria aumentada, amenizando o efeito da
carga efetuada no ensaio. Com isso, seria possível aumentar a segurança mecânica
54
dos tratamentos indicados para o distrator de mandíbula, como anomalias e
síndromes polimalformadas incluindo a Sequência de Pierre Robim e a Síndrome de
Moebius. Além disso, poderia evitar a traqueostomia ou permitir a descanulização
precoce em crianças gravemente afectadas (Oliveira et al., 2013), e tambem
fornecer osso forte para a mandíbula com exelente fornecimento de sangue e
capaciadade efetiva de expanção do tecido mole (distração histogênese), e eficaz
opção para melhorar os resultados funcionais e estéticos do paciente em casos de
hipoplasia mandibular secundária de anquilose temporomandibular (Gupta et al.,
2014).
Fadiga
Os valores de força máxima (N) foram numericamente similares (100%)
(Tabela 11), enquanto o número de ciclos apresentou diferença em todas as
amostras (100%). No modo de falha, 100% das amostras mostraram ruptura (Figura
11).
Similar aos resultados do ensaio de compressão, o evento de ruptura também
ocorreu na solda entre a placa de fixação e o mancal fixo. Pode ser alegado que a
resistência da solda tenha sido negativamente influenciada pelo tipo de
carregamento (flexão) que influenciou a tensão resultante sobre a área soldada
entre a placa e o mancal fixo. Essa hipótese torna mais evidente quando não houve
nenhuma fratura na solda entre a placa e o mancal móvel, distante 40,5 mm do
ponto de flexão do mancal fixo, funcionando como extremidade livre do braço de
uma alavanca.
Nessas condições, um reforço de soldagem seria necessário, conforme
descrito para o ensaio de compressão, para aumentar a resistência dos pontos onde
houve a falha e proporcionar segurança e atender os casos nos quais as vantagens
do tratamento de distração são superiores as desvantagens, como os resultados
funcional e estético (Karun et al., 2013).
55
Conclusão
A análise mecânica dos distratores fabricados permitiu emitir as seguintes
conclusões:
1 - Os valores de rigidez e força máxima foram numericamente diferentes nos tipos
de distratores palatino. No modo de falha, os distratores mostraram eventos de
cisalhamento, trinca e ruptura no fuso de rosca esquerda;
2 - Os valores de rigidez e força máxima foram numericamente diferentes entre as
amostras do distrator alveolar. No modo de falha, os distratores mostraram eventos
de deformação permanente e ruptura;
3 - Os valores de rigidez e força máxima foram numericamente diferentes entre as
amostras do distrator mandibular. No modo de falha, os distratores mostraram
eventos de deformação permanente e ruptura.
56
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61
ANEXOS.
ANEXO 1 - Relatórios de ensaio do distrator Palatal.
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64
65
66
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Anexo 2 - Relatórios de ensaio do distrator Alveolar.
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Anexo 3 - Relatórios de ensaio do distrator Mandibular
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