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MODELO TRIDIMENSIONAL EN ELEMENTOS FINITOS DE UN DIENTE CON
PERNO Y CORONA SOMETIDO A BRUXISMO
JUAN ESTEBAN LINCE JARAMILLO Tesis de grado para optar al título de:
Especialista Prótesis Periodontal
Coinvestigadores
DR. MAURICIO NARANJO PIZANO Odontólogo CES Protesista CES
Profesor pregrado- postgrado CES GRUPO DE INVESTIGACION
GIB CES-EAFIT
UNIVERSIDAD- CES FACULTAD DE ODONTOLOGIA-DIVISIÓN DE POSTGRADO
MEDELLÍN 200
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TABLA DE CONTENIDO “pág”.
FICHA TECNICA 2 RESUMEN 3
1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 6
1.1 Planteamiento del problema 6
2. REVISION DE LITERATURA 8
2.1. BRUXISMO 8 2.1.1. Definición del bruxismo y generalidades 8 2.1.2. Historia. 8 2.1.3 Etiología y factores desencadenantes 12 2.1.4 Signos y síntomas 15 2.1.5 Prevalencia 16 2.1.6 tratamiento 17
2.2. BRUXISMO Y DIENTES CON SISTEMA ENDODONCIA – 20 PERNO Y ENDODONCIA PERNO Y CORONA 2.3. GNATODINANOMETRO 28 3. OBJETIVOS 34 3.1. Objetivo general 34 3.2. Objetivos específicos 34 4. METODOLOGIA PROPUESTA. 35 4.1. Tipo de estudio. 35 4.2. Universo y muestra. 35 4.3. Recolección de la información. 35 4.3.1. Preprocesamiento. 35 4.3.2. Modelación. 39 4.3.3. Validación del modelo. 45 4.3.4. Modelos de estudio. 45 4.3.5. Condiciones de carga. 46 5. METODO DE ANALISIS DE RESULTADOS 48 5.1. Resultados esperados. 48
3
6. DISCUSIÓN 92 7. CONCLUSIONES 98 8. RECOMENDACIONES 99 9. BIBLIOGRAFÍA 100
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FORMATO DE LA FICHA TECNICA INSTITUCIONAL
Datos del Proyecto
Título
MODELO TRIDIMENSIONAL EN ELEMENTOS FINITOS DE UN DIENTE CON PERNO Y CORONA SOMETIDO A BRUXISMO
InvestigadorPrincipal Juan Esteban Lince Jaramillo (Ces)
Total:1
Coinvestigadores Dr. Mauricio Naranjo Pizano (Ces) Ing. Santiago Correa GIB( Eafit) Total:2
Auxiliares de Investigación
Total:
Grupo(s) de Investigación
Grupo de Bioingeniería Gib (Eafit)
Línea(s) de Investigación
Pernos- Bruxismo
Descriptores y Palabras Clave
Bruxismo, Elementos finitos, Carga cíclica.
Duración del proyecto en meses
36
Lugar de ejecución (Ciudad / Departamento)
Medellín (Antioquia)
Tipo de proyecto
Investigación Básica Investigación Aplicada x Desarrollo Tecnológico o
Experimental
Financiación de la Investigación
Costo Total del Proyecto
$500.000 Costo Financiado
Costo por Financiar
$
Entidad a la que se solicita Financiación Monto Solicitado El grupo de Bioingeniería de la Universidad Eafit tiene sus proyectos respaldados por Colciencias
Información para ser diligenciada por el Comité de Investigaciones
Fecha de Recepción del proyecto
Año: Mes: Día: Código de identificación del proyecto
Devuelto para Corregir Fecha y No. Acta
Aprobación Fecha y No. Acta
Envío a Comité Institucional de Investigación
Fecha y No. Acta
Envío a Comité Institucional de Etica Fecha y No. Acta
Firma Autorizada Firma Autorizada Firma Autorizada Firma Autorizada
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RESUMEN
Tradicionalmente los pernos metálicos han sido una opción ,para restaurar dientes
tratados endodonticamente al perder gran parte de la integridad dental y en la última
década se han realizado pocos esfuerzos para evaluar el comportamiento mecánico de
estos en las diferentes interfaces de dientes restaurados, bajo cargas parafuncionales. El
propósito de este estudio fue analizar los esfuerzos generados al sistema diente-perno-
corona con tres diferentes alturas óseas, aplicando una fuerza cíclica de bruxismo y
compararlo con un modelo de diente natural bajo iguales condiciones periodontales y de
carga. Se utilizo por medio del método de elementos finitos un modelo numérico
tridimensional de un canino inferior con sus estructuras de soporte. Se elaboraron 3
modelos de diente restaurado, con distancias UCA-Cresta ósea de (2mm, 4mm y 6mm); y
tres modelos de diente natural bajo las mismas condiciones periodontales. A todos los
modelos se les aplicaron cargas oblicuas para evaluar los esfuerzos en las interfaces
Perno/Dentina radicular y Dentina radicular/Cresta ósea. Se encontró que la máxima
magnitud de los esfuerzos en los modelos restauraros se hallaba en la superficie lingual,
interface Perno/dentina radicular, tercio cervical radicular y en la interface dentina/cresta
ósea alveolar Y al comparar ambos grupos de modelos con perdida ósea de 2mm y 4mm
se encontraron similitudes que conllevan a que es la perdida ósea, el factor más crítico al
determinar el tiempo de vida de las estructuras y no el hecho de que un diente este
restaurado con endodoncia perno y corona bajo condiciones ideales.
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1. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
El grupo de investigación de este proyecto, sabe que existe poca evidencia acerca de la
distribución del esfuerzo en dientes restaurados con pernos colados, corona completa y
diferentes alturas óseas, cuando se someten a bruxismo bajo una magnitud específica de
manera cíclica. Por lo tanto, evaluar la distribución de esfuerzos una vez se determine la
magnitud y la frecuencia de los eventos bruxisticos para poderlo comparar con la
distribución de esfuerzos de un diente sano, es una de las principales dificultades.
Cuando un diente ha perdido más del 60% de su estructura dental se requieren
restauraciones complejas como perno y corona que restablezcan la forma e integridad
dental (1). Los pernos colados son los postes más antiguos que aún se manejan (1).
Muchos estudios sugieren que éstos son la solución para compensar el debilitamiento que
sufren los dientes después de un tratamiento endodóntico, sin embargo la falta de
evidencia y de éxito ha hecho reevaluar este pensamiento. (2, 3,4) y establecer que el perno
no se usa para reforzar el diente sino para dar retención a la corona (1, 2, 5,6) y distribuir las
fuerzas de manera homogénea a lo largo del eje longitudinal de la raíz (5, 7, 8, 9).
Aunque el objetivo de toda restauración es reestablecer las características similares a las
de un diente natural, se ha visto que esto, no se cumple por completo, ya que al comparar
los dientes naturales con los restaurados, el comportamiento es diferente. El estudio de
Aykul y Toparli (10), muestra que los esfuerzos compresivos, tensiles y de corte generados
durante las actividades funcionales en la dentina de dientes naturales se aumentan desde
el margen gingival hacia el ápice de la raíz, mientras que en dientes restaurados con
perno colado y corona metal porcelana o únicamente con corona metal porcelana los
esfuerzos se presentan en el tercio gingival y medio de la raíz (10, 11).
En muchas ocasiones, los dientes restaurados pueden estar sometidos a diferentes
situaciones, como enfermedad periodontal y bruxismo. Se sabe que el bruxismo se
caracteriza por eventos parafuncionales inconscientes que pueden superar la
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tolerancia estructural de los dientes, los músculos y la ATM y por lo tanto, alteran la
tolerancia fisiológica del sistema masticatorio (12, 13,14). Y la enfermedad periodontal, se
caracteriza por la perdida de la altura ósea, (15) lo que hace que los dientes se pierdan por
un proceso infeccioso de no ser tratada.
Ya que el bruxismo es un problema con alta prevalencia, muchos pacientes con con perno
y corona están sometidas a esta entidad. Sabiendo que un diente restaurado con perno y
corona bajo situaciones clínicas normales se comporta diferente a un diente natural, sería
interesante saber como es el comportamiento en cuanto a distribución de esfuerzos, de
un diente restaurado con perno y corona sometido a bruxismo y compararlo con un
modelo de diente natural por medio del método de elementos finitos tridimensional.
Los estudios que evalúan el comportamiento de los dientes, se pueden clasificar en
estudios de laboratorio, los cuales muestran resultados confiables por utilizar dientes
reales, pero con la gran limitante de que, en sus pruebas se están eliminando una
cantidad de variables que siempre están presentes en el medio oral como la saliva del
paciente, el periodonto y el hueso, el PH, la flora microbiológica y la acción del sistema
muscular, adicionalmente los estudios mecánicos (laboratorio), solo nos muestran cuando
la estructura falla y con que magnitud de fuerza, pero no nos permite observar que sucede
antes de que falle durante la aplicación de la fuerza; los estudios clínicos, en los cuales se
requiere de la participación del paciente, su colaboración es un factor importante para los
resultados y estudios de modelos numéricos. Un ejemplo de estos es el método de
Elemento Finitos (FEM) que permite simular bi o tridimensionalmente y de mejor manera
cuerpos complejos bajo condiciones de carga mediante un programa de computador (16),
estos nos permiten observar el comportamiento del modelo ante los esfuerzos ejercidos.
Con la presente investigación se pretende evaluar la distribución de esfuerzos en una raíz
de un canino mandibular con un perno colado corona metal porcelana y tres alturas óseas
cuando se somete a cargas cíclicas de bruxismo con una magnitud y frecuencia
especifica, por medio de un análisis tridimensional de elementos finitos y compararlo con
el modelo de un diente natural realizado en investigaciones previas.
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2. REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. BRUXISMO
2.1.1. Definición del bruxismo y generalidades
El bruxismo a sido definido de diferentes formas desde un punto de vista científico, pero la
mayoría de los autores que lo han hecho y se han tomado el tiempo de estudiarlo y
descifrar su etiología y repercusiones coinciden en que es una entidad en la cual, los
dientes se apretan o se rechinan en momentos diferentes a los de la masticación. (17, 18, 19,
20, 21,22).
Algunos autores como Zarb y Carlsson lo asumen solo como una entidad que ocurre
durante las noches, de esta manera lo reporta Keith (17).en su artículo, mientras que otros
como Walsh (23) dicen que este puede ocurrir tanto en la noche como en el día o ambos. (17-23).
Otros autores simplemente se remiten a definirlo como el desgaste o apretamiento de los
dientes por razones no funcionales (24). De cualquier manera y sea cual sea su definición,
el bruxismo incluye fuerzas execivas aplicadas durante el contacto dental dinámico y
estático (24).
Recientemente, el bruxismo, ha sido clasificado como primario y secundario, de acuerdo a
esta clasificación, la forma primaria incluye apretamiento durante el día y bruxismo
nocturno en la ausencia de una causa medica, mientras que la forma secundaria es
asociada con factores neurológicos, psiquiátricos, desordenes del sueño, uso de
medicamentos o una posible combinación entre ellos (25)
El bruxismo que ocurre durante el día, necesita ser diferenciado del bruxismo que ocurre
durante el sueño, debido a que ambos se encuentran en diferentes estados psicológicos
con diferentes influencias de excitabilidad oromotora. La academia americana de
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medicina para el sueño, ha clasificado el bruxismo como una parasomnia del sueño y la
define como “un desorden del sueño, la cual es, no una anormalidad del proceso
responsable para dormir, sino un fenómeno físico indeseable que ocurre durante el
sueño” de acuerdo a esto se propone entonces que el bruxismo del sueño es una
parasomnia y una actividad parafuncional oral que es caracterizada durante el sueño por
el apretamiento dental (actividad tónica) y/o una fase repetitiva de actividad muscular
mandibular que produce el rechinamiento dental (25).
2.1.2. Historia del bruxismo
Desde un punto de vista histórico el bruxismo no es un fenómeno reciente. El
apretamiento de los dientes fue referido en el salmo de David aproximadamente 600-200
antes de cristo y 75-90 años después de cristo. (17. En 1902 (17) se reporto en el British
Journal of dental Science, que el apretamiento de los dientes, era atribuido a causas
hereditarias, incluso se reconoció que la edad y otros factores emocionales, contribuían
con este fenómeno. El bruxismo o términos similares, aparecieron en la literatura
aproximadamente en 1907, cuando Marie y Pietkiewies primero describieron este como
bruxomania (17). En 1901(17) Karolyi fué uno de los primeros investigadores que relacionó
el bruxismo con la enfermedad periodontal. En 1931 Frohman (17), uso el término
bruxismo, para identificar un problema dental iniciado por un movimiento mandibular
anormal. Otros términos han sido sugeridos para el apretamiento de los dientes, tales
como neuralgia traumática (Karolyi) y hábito de neurosis oclusal (tishler). En 1940, ya el
término bruxismo era común y usado con frecuencia. Los estudios que relacionaban la
enfermedad periodontal y el bruxismo continuaron en la década de los cuarenta. Leof
encontró en un estudio de 171 casos que todos los pacientes con enfermedad periodontal
bruxaban. Leof también concluyó que el bruxismo no solo ocurría durante el sueño, sino
también en los momentos de vigilia (17).
Millar, Firestone y Pearson, expresaron la idea de una fuerte asociación entre el bruxismo
y otros hábitos de la mordida por un lado y entre el bruxismo y factores psicológicos y
emocionales por el otro. Sumner (17) sin embargo reconoce la posibilidad de que el
bruxismo puede ser causado por una combinación de factores psíquicos y factores
locales. El sugiere que los factores incluyen contactos oclusales prematuros, por lo cual
10
en tales casos el sugirió que deberían ser realizados ajustes oclusales para brindar un
equilibrio y brindarle al paciente libertad en el movimiento de la mandíbula (17).
En 1955 Jankelson (17) estudio la relación del bruxismo con los factores psicológicos, con
la idea de aplicar este criterio a los problemas o disturbios de la oclusión. En este estudio,
el postuló que un movimiento horizontal era el predominante cuando un paciente bruxaba
a diferencia de el componente vertical predominante durante las fuerzas de masticación y
que durante las fuerzas normales de masticación la interfase friccional se encontraba
entre el alimento y los dientes, mientras que durante el bruxismo, esta se encontraba
entre diente y diente con los resultantes patrones de desgaste diferentes a los normales (17- 24-26).
En 1956 Hirt y Muhlemann (17) quisieron cuantificar la movilidad dental en pacientes
bruxomanos, para crear un índice diagnostico. La movilidad dental de pacientes
bruxomanos y no bruxomanos fue medida utilizando un indicador dial y un dinamómetro.
Estas mediciones fueron hechas todos los días en la mañana y en la tarde por 18 días
usando 100 gramos y 500 gramos de fuerza, demostrando que el bruxismo estaba
asociado con un regular y pronunciado incremento en la movilidad dental. Esta es
entonces, uno de los efectos en los dientes producido por el bruxismo, junto con el
desgaste dental, la fractura dental, la abfracción y la atrición. Cuando la movilidad es
causada o agravada por el bruxismo, es de gran consideración en pacientes con
tratamiento de ortodoncia, periodoncia, endodoncia y prótesis. La movilidad dental puede
predisponer a contactos abiertos, impactación de alimentos o acumulación de irritantes
locales en nichos o surcos gingivales, lo que puede crear enfermedad periodontal. (17)
Las fuerzas parafuncionales, producidas por los músculos masticatorios, pueden ocurrir
en pacientes con tratamientos de ortodoncia, prótesis y pacientes comprometidos
periodontalmente y en cada una de estas situaciones, se observan alteraciones o
procesos de adaptación en el periodonto y tejidos duros del diente como resultado de
dichas fuerzas. Además de producir una alteración de los tejidos periodontales, la fuerza
oclusal excesiva también puede causar una lesión, por ejemplo, de la articulación
temporomandibular, los músculos masticatorios y el tejido pulpar. (15).
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El incremento de la movilidad dentaria, determinada clínicamente, se expresa en función
de la amplitud del desplazamiento de la corona clínica del diente. De hecho puede verse
asociada al bruxismo, como también puede ser el resultado de una reducción de la altura
del hueso alveolar, con defectos óseos angulares concomitantes o no, o causada por
enfermedad periodontal asociada a placa.
En el periodonto, el bruxismo se expresa con movilidad, debido a las fuerzas ejercidas
durante el apretamiento y rechinamiento de los dientes, que generan vectores de
movimiento vertical y horizontal, y que generan una zona de presión, donde hay una
reducción en el ancho del ligamento periodontal y una zona de tensión en donde hay un
incremento simultaneo en el ancho del mismo. En fuerzas excesivas aplicadas a las
coronas dentarias los haces de fibras del lado de tensión no pueden ofrecer resistencia a
un desplazamiento radicular, de esta manera el desplazamiento coronario se debe a la
distorsión y compresión del periodonto en el lado de la presión.(15).
Aparte de la movilidad y haciendo un seguimiento de los signos y síntomas clínicos se
encuentran las facetas de desgaste, incremento del tono muscular o hipertrofia
compensatoria de los músculos masticatorios, principalmente del masetero, una tendencia
a morderse los labios o la lengua, tensión disconfort o dolor de los músculos masticatorios
a la palpación, disconfort o dolor de la articulación temporomandibular, sensibilidad pulpar
al frío, ruidos audibles provenientes del bruxismo (17-24-26).
Yardeni y Graf realizaron comparaciones entre la tensión funcional oclusal en pacientes
normales y la tensión oclusal parafuncional en pacientes bruxómanos. Estos estudios,
realizados de manera independiente demostraron como las tensiones oclusales
funcionales no intervenían en el mantenimiento de una buena salud dental y periodontal,
mientras que los estudios con tensión parafuncional, contribuían a complicar la
enfermedad periodontal y a mostrar facetas de desgaste excesivo, debido al desarrollo de
fuerzas laterales que primaban sobre las fuerzas verticales de la masticación (17).
Clarke, Townsend y Carey reportaron que las fuerzas de mordida que realizaban los
bruxómanos eran mayores durante el sueño, comparadas con las que podrían realizar en
estados de vigilia (17).
12
Dentro de los aspectos históricos del artículo de Keith se menciona que Gibbs y
colaboradores reportaron fuerzas de mordida en pacientes bruxomanos muy altas (de 443
Kg), seis veces más que un paciente no bruxomano (17).
De los primeros autores que estudiaron el bruxismo en dientes con restauraciones
intracoronales fueron Swepton y millar. Ellos reportaron que las fracturas dentales eran
causadas por el bruxismo y más aun en combinación con este tipo de restauraciones
mencionadas (17).
2.1.3. Etiología, factores desencadenantes del bruxismo
Se ha contemplado que las interferencias oclusales y los disturbios emocionales han
estado envueltos dentro de la etiopatogenesis del bruxismo. Sin embargo, si estos
factores provocan parafunción masticatoria, para la ciencia no es claro todavía o esta sin
entender. Aunque se ha sugerido que la hiperactividad muscular puede ser accionada por
estímulos oclusales con la activación de mecanoreceptoes periodontales, la asunción de
que las interferencias oclusales pueden ser un factor relevante del bruxismo es muy
cuestionada en el presente. En las ultimas dos décadas se ha apuntado a que
alteraciones en la neurotransmisión central, particularmente neurotransmision
dopaminérgica es la principal causa del bruxismo. (27)
La etiología del bruxismo podemos dividirla en factores centrales y periféricos.
Los factores periféricos han sido muy estudiados. Sin embargo, los factores centrales no
han sido reportados de igual manera, debido a la dificultad para el estudio de estos. La
etiopatogénesis del bruxismo, ha sido reportada como alteraciones en la neurotransmision
central, particularmente la dopaminérgica luego de realizar estudios en ratas, los cuales
como se comenta en la discusión del artículo no pueden ser transpolados a los seres
humanos de manera directa. (27).
Lobbeszoo et al en 1996 (28) y Lobbeszoo en 1997, (29) Concluye que puede haber una
alteración en el estado del receptor de dopamina asociado con el bruxismo nocturno.
13
Existe una modulación de los neurotransmisores catecolinérgicos centrales por
desarmonias oclusales, que depende de la naturaleza de los desgastes incisales y el
tiempo de duración del problema, lo cual justificaría un tratamiento temprano (27).
Otros factores asociados al bruxismo son la combinación de la tensión psíquica y la
desarmonía oclusal, siempre que se presenten ambos sin importar su magnitud se iniciara
y se mantendrá el bruxismo (27). Pueden existir desarmonias oclusales, sin causar
bruxismo, por ausencia del factor psíquico (psicosis, frustración, inhibición, miedo). Y de
ocurrir lo contrario, o sea, en presencia de tensión psíquica y ausencias de desarmonias
oclusales, se podría producir un desencadenamiento del bruxismo. Sin embargo en
estudios como el de Wigdorowicz y Makowerowa en 1979, sujetos que presentaban
maloclusión mostraban un grupo de síntomas musculares como indicadores de bruxismo
En un estudio realizado por Manfredini, Landi y Romagnoli se quiso determinar la
asociación existente entre bruxismo y los factores psíquicos y ellos confirman que una
evaluación psiquiatrica muestra una asociación con síntomas de ansiedad y depresión,
sin embargo se requieren más estudios para confirmar las asociaciones descritas en esta
investigación (30).
En una revisión de literatura reportada por Keith y Faulkner acerca del bruxismo, (17) se
muestran los resultados de los estudios de Takahama basados en registros
electromiográficos, electro-encéfalográficos y electrocardiográfico realizados en pacientes
mientras dormían, encontrando que el bruxismo ocurría en muchos estados ligeros del
sueño. Este descubrimiento, fue mas tarde soportado por Reding et al, quienes indicaron
de sus investigaciones que el bruxismo estaba asociado con la fase de movimiento rápido
de los ojos, el cual ocurría durante los niveles mas superficiales o ligeros del sueño. (17)
La mayor actividad funcional, consiste en contracciones y relajaciones rítmicas bien
controladas de los músculos que intervienen en la función mandibular. Esta actividad
isotónica, permite la existencia de un flujo sanguíneo suficiente para oxigenar los tejidos y
eliminar los productos de degradación acumulados a nivel celular: Así pues, la actividad
funcional, es una actividad muscular fisiológica. En cambio, la actividad parafuncional a
menudo da lugar a una contracción muscular mantenida, durante periodos de tiempo
14
prolongados. Este tipo de actividad isométrica, inhibe el flujo sanguíneo normal en los
tejidos musculares. Como consecuencia de ello, aumenta el número de productos de
degradación metabólicos en los tejidos musculares que crean los síntomas de fatiga, dolor
y espasmo, siendo de esta manera una de las formas en las cuales el bruxismo puede
llegar a alterar alguno de los elementos que constituyen el sistema masticatorio, en este
caso, los músculos. Cuando hay estrés, este puede actuar como un factor etiológico en la
aparición de un trastorno muscular agudo, por lo que la presencia continuada de niveles
elevados de estrés, puede constituir un factor de perpetuación que pueda hacer
evolucionar la alteración hacia un trastorno doloroso mas crónico. Los trastornos
mialgicos, se observan con frecuencia en las consultas generales de odontología y suelen
constituir problemas de corta duración. Sin embargo, cuando persiste un dolor miógeno,
pueden aparecer trastornos de dolor muscular más crónicos y a menudo complejos. Con
la cronicidad, los síntomas de un trastorno de dolor muscular pasan a ser menos locales e
incluso a veces globales. (31).
Los reflejos neuromusculares, están presentes durante las actividades funcionales y
protegen de la lesión a las estructuras dentarias. Sin embargo durante la actividad
parafuncional, parece que los mecanismos de protección neuromusculares estén algo
embotados, por lo que influyen menos en dicha actividad. De esta manera estamos
afirmando, que si los reflejos se disminuyen cuando hay parafuncion y que dicha entidad,
esta relacionada con el estrés emocional, entonces el reflejo miótáctico esta incluido en
este proceso. (31)
El reflejo miotáctico es el principal determinante del tono muscular de los músculos
elevadores. Cuando la gravedad empuja la mandíbula hacia abajo, los músculos
elevadores sufren una distensión pasiva, que también origina una distensión de los husos
neuromusculares. Esta información se transmite de manera refleja de las neuronas
aferentes procedentes de los husos a las neuronas motoras alfa que vuelven a las fibras
extrafusales de los músculos elevadores y los músculos elevadores se contraen. (31)
El reflejo miotáctico y el tono muscular resultante también pueden verse influidos por los
centros superiores mediante el sistema fusimotor. La corteza cerebral y el tronco
encefálico pueden aumentar la actividad, gamaeferente dirigida a las fibras intrafusales
del huso. Al aumentar esta actividad, las fibras intrafusales se contraen y causan una
15
distensión parcial de las áreas de bolsa nuclear y cadena nuclear de los husos. Ello
reduce el grado de distensión necesario en todo el músculo para desencadenar la
actividad aferente del huso. Así pues, los centros superiores pueden utilizar el sistema
fusimotor, para alterar la sensibilidad de los husos musculares a la distensión. O sea, esto
aumenta aun más el tono muscular y se crea más fuerza de tipo isométrica generando así
un círculo vicioso. (31)
2.1.4. Signos y síntomas del bruxismo
Teniendo claro que es el bruxismo y cual es su etiología es importante conocer cuales son
sus manifestaciones.
Los siguientes signos y síntomas han sido observados: (26)
• Facetas de desgaste oclusal.
• Incremento del tono muscular.
• Dolor muscular local.
• Cocontracción muscular protectora.
• Fracturas coronales y radiculares.
• Dolor de los músculos masticatorios a la palpación.
• Hipertrofía compensatoria de los músculos masticatorios, especialmente del músculo
masetero.
• Incremento de la movilidad de los dientes.
• Tendencia a morderse las mejillas, los labios o la lengua.
• Disconfort o dolor de la articulación temporomandibular.
• Dolor de los dientes al apretar bajo estrés.
• Sensibilidad pulpar al frió.
• Ensanchamiento del ligamento periodontal.
16
Los desordenes craneomandibulares son un término colectivo que acapara un número de
condiciones clínicas que envuelven la musculatura masticatoria o la articulación
temporomandibular y sus estructuras asociadas. Estas condiciones clínicas son
caracterizadas por dolor en el área preauricular, la articulación temporomandibular o los
músculos de la masticación, limitación o desviación en el movimiento mandibular y
sonidos articulares durante la función mandibular, comúnmente los pacientes se quejan
de dolor de cabeza, dolor de cuello, dolor de oído o algún otro dolor facial.
Como mencionamos anteriormente, el bruxismo es una común entidad parafuncional que
incluye rechinamiento y apretamiento de los dientes, el cual puede ocurrir sin ningún signo
o síntoma del sistema masticatorio, pero que conlleva a una problemática, por contribuir
en el incremento del desgaste dental y dolor (33). El bruxismo es considerado como un
factor de riesgo para los desordenes temporomandibulares. (32).
2.1.5. Prevalencia
Muchas han sido las investigaciones que se han llevado a cabo para determinar la
prevalencia del bruxismo en varias comunidades (17).
Reding, Rubright y Zimmerman, utilizaron un cuestionario para investigar la prevalencia
del bruxismo en una determinada cantidad de estudiantes, de un grupo entre 3 y 17 años
y otro de 16 a 36 años de edad, ellos concluyeron que el bruxismo era muy común, tanto
que puede ser incluido dentro de la gran cantidad de problemas de salud pública. Los
autores no encontraron diferencias entre la prevalencia del bruxismo en mujeres y en
hombres. (17).
En 1971, Lindqvist en un estudio realizado en 196 niños entre los 10 y los 13 años,
encontraron facetas atípicas de desgaste en el 47% del grupo, pero solo en un 15% los
padres relataron que oían el rechinar de los dientes. Al igual que Reding, Rubright y
Zimmerman ellos concluyeron que no hay diferencias estadísticamente significativas en la
prevalencia del bruxismo de hombres y mujeres (17).
17
Helkimo, estudió los desordenes funcionales de 321 pacientes. Sus descubrimientos
soportan los estudios de Reding, en donde concluyen que la disfunción del sistema
masticatorio es muy común. En particular, la actividad parafuncional fue reportada en el
42% de la población y el 29% se quejó de sentir cansancio muscular, un síntoma del
bruxismo (17).
Estudios de Agerberg y Carlsson en una muestra de 1,106 personas en el norte de Suiza,
indicaron que el 10% describieron rechinamiento de los dientes y el 20% apretamiento de
los dientes, mientras que el 9% se mordía el carrillo, el 8% los labios, el 5% la lengua, el
15% se comía las uñas y el 5% mordía objetos. El rechinamiento de los dientes fue más
común verlo en el grupo de rango de edad entre 25 y 35 años, mientras que el
apretamiento fue más comúnmente visto en las personas con un rango de edad entre 45 y
54 años. Estas conclusiones fueron debidas a diferencias en la frecuencia del uso de
dientes artificiales ya que el apretamiento es más común en pacientes que usan
dentaduras (17), sin embargo una vez más se demostró que la incidencia del bruxismo es
alta.
En 1977, Ayer, Machen y Setter investigaron, la incidencia de reporte de bruxismo y dolor
muscular en 899 mujeres odontólogas, el 16% presentaban hábitos de bruxismo; basados
en el tamaño de la muestra, esta figura difiere un poco de otros resultados de trabajos
realizados en otras poblaciones (Reding y col, Lindqvist), sin embargo esta es
considerablemente mas baja que los resultados de otros estudios (Helkimo, Agerberg y
Carlsson) (17). En un estudio de Ciancaglini, Gherlone y Radaelli en el 2001
realizado en 483 pacientes adultos, se quiso investigar la relación del bruxismo con el
dolor craneofacial y la sintomatología masticatoria en una población adulta. La
prevalencia fue ligeramente mayor en mujeres que en hombres. El estudio mostró que el
bruxismo estuvo significativamente asociado con dolor craneofacial, con la dificultad para
el cierre de la boca, dificultad en la apertura de la boca, sonidos de la articulación
temporomandibular, dolor al movimiento, sentimiento de fatiga mandibular y dolor en el
cuello (33).
18
2.1.6. Tratamiento
A pesar de la controversia que aun empaña la causa del bruxismo, auque se sepa que es
multifactorial, esta muy claro, que la habitual hipercontracción del músculo elevador, tiene
capacidad para sobrecargar severamente los dientes, las estructuras de soporte y las
articulaciones temporomandibulares. Cuando se da tal sobrecarga, son más posibles los
daños en alguna parte del sistema. Los efectos destructivos pueden reducirse mediante la
distribución de la carga, entre el máximo número de contactos dentarios de igual
intensidad durante la intercuspidación. Armonizando estos contactos con los cóndilos
relacionados céntricamente se reduce la sobrecarga de los dientes y la de los cóndilos y
se elimina la acción de disparar la contracción lateral discoordinada de los pterigoideos.
Así pues, si el paciente cierra con fuerza, esto no debe tener como resultado la
contracción isométrica prolongada de los músculos oponentes (34).
Por ahora, es un asunto puramente académico decidir si el tratamiento del bruxismo esta
dirigido a eliminar la causa o los efectos del problema. Parece ser que independiente de la
causa, los tratamientos más efectivos, para solucionar las consecuencias orales del
bruxismo son dos: directamente por ajuste y restauración oclusal e indirectamente por
medio de férulas oclusales (34).
El ajuste oclusal, es una técnica mediante la cual se modifican de manera precisa las
superficies oclusales de los dientes para mejorar el patrón de contacto general. Dado que
esta técnica es irreversible e implica la eliminación de estructura dentaria, su utilidad es
limitada (36). Esta indicada para facilitar el tratamiento de determinados trastornos
temporomandibulares y para complementar el tratamiento asociado con modificaciones
oclusales importantes.
Las férulas oclusales quizás sea el primer tratamiento, en el que un odontólogo piense,
cuando tiene un paciente con un desorden temporomandibular (36).
Según Fuchs como esta reportado en el articulo de Keith (38), la actividad electromiográfica
del músculo masetero en la noche, disminuía después del tratamiento del bruxismo con
placas de mordida funcional. Este trabajo es soportado por Solberg et al. Clark et al y
Permann et al (37),. Ellos demostraron que con estudios de electromiografia nocturna en
19
bruxismo, los niveles de actividad nocturna del músculo masetero, era menor con el
tratamiento de férulas o placas oclusales, pero que esta actividad nocturna retornaba
después de remover las placas.
Existen varias teorías acerca del funcionamiento de una placa oclusal las cuales fueron
reportadas por Clarke en 1984 (36). Ellas son, la teoría del desembrague oclusal la cual
sugiere, que se provee de una oclusión ideal por medio del uso de una placa que reduce
la actividad muscular anormal.
La teoría de la realineación maxilo-mandibular, la cual tiene como objetivo producir un
balance neuromuscular, esta presupone que la posición mandibular preexistente es
incorrecta, de tal modo que causa un imbalance. La teoría de la dimensión vertical
restaurada, esta basada en el concepto de que el paciente ha perdido altura vertical, así
causando una actividad muscular anormal con presumiblemente una alteración del
complejo cóndilo-disco. Se sugiere entonces una correcta altura vertical que permita una
función muscular con su longitud correcta. La teoría del reposicionamiento de la
articulación temporomandibular, implica que el cóndilo debería de ser posicionado de
alguna manera dentro de la cavidad glenoidea. Y por ultimo la teoría del conocimiento
cognitivo, la cual podría ser aplicada a todas las placas, en donde aparte de un efecto
psicológico esta teoría reconoce la existencia de un efecto placebo.
Santos, (38) por medio de un estudio realizó un análisis mecánico del equilibrio de las
placas oclusales. Tres diferentes relaciones de contactos intermaxilares fueron
seleccionados para desarrollar un acercamiento teórico, para determinar el equilibrio
instantáneo de fuerzas desarrolladas en la guía incisal a niveles de la dentición y sobre
dos diferente grupos de placas oclusales. Estos grupos incluían la placa de estabilización
oclusal y la placa de reposicionamiento anterior maxilar con rampa de guía anterior. En el
artículo se concluye que la magnitud de las cargas masticatorias, producen diferentes
reacciones en el sitio en que entran en contacto. Además, el equilibrio instantáneo de las
fuerzas, esta simultáneamente relacionado a las guías presentes en la dentición y la
articulación temporomandibular durante la acción de cierre de la mandíbula. Se concluye
también que la inserción de la placa oclusal intraoral tiende a producir un decrecimiento
de presión en la articulación temporomandibular y un incremento de la reacción de la
fuerza al nivel de los dientes y la placa. Por ultimo la presencia de una rampa guía sobre
20
la superficie de la placa oclusal, (reposicionamiento anterior) se pocisiona la mandíbula
anteriormente, lo cual tiende a aumentar la presión en la articulación con menos fuerza de
reacción al nivel de la dentición y de la placa.
2.2. BRUXISMO Y DIENTES TRATADOS CON SISTEMA ENDODONCIA - PERNO Y
ENDODONCIA PERNO Y CORONA
Tradicionalmente se ha considerado al perno como terapia aceptada para restaurar
dientes tratados endodonticamente cuando se ha perdido integridad dental como
consecuencia de trauma, caries, acceso endodóntico, procedimientos de instrumentación (4, 39, 40 ,41). Muchos investigadores han reportado que la instalación de los postes
distribuye las fuerzas oclusales a lo largo de la raíz, retiene al núcleo, soporta a la
restauración final y refuerza a los dientes despulpados (40, 42, 43). Sin embargo hay gran
controversia al respecto, muchos odontólogos (44), asumen que los dientes tratados
endodonticamente son más frágiles y propensos a la fractura por la pérdida de fluidos
proporcionados por la pulpa. Se ha demostrado que hay cambios en el módulo de
elasticidad, dureza o resistencia a la fractura de los dientes despulpados (45), así mismo
cuando hay mayor remoción de estructura dental, la resistencia a las fuerzas oclusales es
menor y aumenta la posibilidad de fractura. Por esto se debe evaluar el grado de
destrucción coronal, lo cual determina el tipo de restauración a realizar: resina, amalgama,
coronas parciales o completas, o incluso si es necesario reconstruir la porción coronal con
cementos o pernos (1,46).
Los resultados contradictorios en cuanto a si el perno favorece o desfavorece la
resistencia de los dientes depulpados se pueden deber a las diferencias que se presentan
durante las investigaciones, tales como tamaño de muestra insuficiente, diferentes
pruebas estadísticas algunas con limitaciones en sus análisis o a la falta de
estandarización de un solo método, además de la incapacidad de simular las mismas
condiciones orales (2).
21
Son muchos los factores que se deben considerar a la hora de elaborar un perno, tales
como la geometría de la preparación del diente (6, 47), la longitud (1, 39, 46, 48, 49), el diámetro
del perno (6, 51, 52), textura superficial del perno (52, 53), y el agente cementante (6).
La preparación del conducto para la colocación de pernos cilíndricos deja paredes
dentinales muy delgadas con ángulos rectos en su extremo final, concentrando mayores
esfuerzos en la región apical y favoreciendo la formación de grietas o fracturas dentinales.
Los pernos cónicos muestran menos concentración de esfuerzos en la zona apical,
posiblemente porque éstos no presentan ángulos rectos en su extremo final y las paredes
dentinales son más gruesas (53, 54, 55). Por lo tanto en dichas zonas, los pernos cilíndricos
actuales tienen punta ahusada o cónica para disminuir la tensión.
Idealmente, el perno debe contactar con la estructura dental remanente y absorber las
fuerzas transmitidas a la dentina, a su vez la raíz debe estar disponible para absorber las
fuerzas transmitidas por el perno (55).
Holmes y Col en su investigación con elementos finitos (56), encontraron que la mayor
concentración de esfuerzo compresivo y ténsil ocurría en la dentina en el tercio coronal de
la raíz, estos resultados son comparables con los obtenidos por Hunter (51) y Assif (57) en
los estudios de análisis fotoelásticos. Además indicaron que la distribución y la magnitud
del esfuerzo principal son ligeramente modificadas cuando ocurre una menor alteración
en las dimensiones del perno. Cambios en la configuración del perno parecen tener un
mayor impacto en la magnitud del esfuerzo cortante. Al disminuir la longitud del perno, el
esfuerzo cortante aumenta en el tercio medio radicular. Estos resultados están soportados
por el concepto que al aumentar la longitud del perno se reduce la concentración del
esfuerzo en el tercio radicular coronal (51).
Reinhardt y Col (16), al realizar una fuerza en las superficies linguales de centrales
superiores, demostraron que la concentración de esfuerzos cortantes, compresivos y
tensiles se observaba en la dentina en la parte media radicular. Sin embargo, ellos
identificaron un esfuerzo máximo en el ápice del perno independiente de la altura del
soporte óseo. También encontraron que la distribución del esfuerzo en la dentina bajo
cargas traumáticas es similar a las de las cargas masticatorias, con las concentraciones
del esfuerzo mayor en la superficie vestibular del diente evaluado. Los esfuerzos ténsiles
22
y compresivos fueron concentrados en la superficie vestibular y lingual respectivamente (16).
Según Ching-Chang (41), en su estudio de análisis de elementos finitos; encuentra que los
pernos reducen el esfuerzo en la dentina solamente entre el 3 y 8% cuando los dientes
están sujetos a cargas masticatorias y traumáticas y que reducen el esfuerzo en la
dentina en un 20%, cuando son cargados verticalmente; los dientes como incisivos y
caninos normalmente no están sujetos a cargas verticales; así el efecto de refuerzo
brindado para los pernos en estos dientes parece ser dudoso.
También se ha visto que el nivel óseo influye en el comportamiento de los esfuerzos en
dientes con pernos. Reinhardth y col. (16), en un análisis de elementos finitos
bidimensional, evaluaron la distribución de esfuerzos en la dentina de dientes con pernos
y soporte óseo disminuido y encontraron que la magnitud del esfuerzo principal estaba en
la dentina cerca de la superficie externa de la raíz y que aumentaba con el
desplazamiento apical del hueso alveolar de soporte. Esto sugiere que las fracturas
radiculares pueden ocurrir en un punto más apical en los dientes con soporte disminuido
que en los dientes con altura ósea normal (16).
Según Traberk, Coony y Colman HL, como lo reportaron en un artículo sustentado por
Assif y colaboradores un sistema que comprende un perno o un núcleo intrarradicular es
necesario para restaurar dientes que fueron intervenidos endodonticamente. Las
funciones de ese espigo ubicado adentro del canal radicular para restaurar el diente son
las de disipar las fuerzas oclusales a lo largo de la raíz y proveer retención del núcleo que
sustituye la estructura dental coronal para la retención final de la restauración (58).
En los dientes tratados endodonticamente el fuerte metal de los postes causa
concentración de tensiones en la disminuida rigidez de la raíz, resultando en fractura
radicular. Existen estudios que han mostrado el comportamiento de este sistema ante
cargas oclusales no parafuncionales. (58).
Estudios como el de Assif, Bitenski, pilo y Oren examinaron el efecto del diseño de postes
en la resistencia a la fractura de dientes tratados endodonticamente ante la simulación de
23
cargas oclusales. Ellos concluyen que el diseño del poste, no influencia en la resistencia a
la fractura de dientes tratados endodonticamente cuando se tiene un sistema perno-
muñón, con una rigidez idéntica y una restauración, con una corona completa colada
teniendo 2mm de margen sobre estructura dental saludable. La selección de un perno,
debería ser basada sobre un sistema que preserve la mayor cantidad de estructura
dental. (58).
Como se mencionó anteriormente, los dientes tratados endodonticamente que recibirán
como restauración una corona, son comúnmente “reforzados” por postes, aumentando de
esta manera el riesgo de una fractura radicular y mas cuando estos son sometidos a
cargas parafuncionales. (58).
Los estudios in vitro que realizan pruebas mecánicas, como los realizados por Cantor y
Trabert, indican que los postes incrementan la fractura durante la carga de dientes
depulpados, pero que algunos otros estudios fallan en confirmar estas observaciones
como lo demuestra el estudio de Hsun y colaboradores (59), en donde por medio de un
estudio de elementos finitos se analizaron los efectos de los postes y la distribución del
estrés que generan sobre la dentina cuando son sometidos a cargas masticatorias y
cargas traumáticas, observando que la distribución del estrés en la dentina era similar si el
poste estaba presente o si el poste no estaba presente, y que el máximo estrés dentinal
fue reducido del 7% al 10% ante simulación de fuerzas masticatorias y del 10% al 14.5%
ante simulación de cargas traumáticas con aleaciones de oro y acero inoxidable
respectivamente. (59),
Según Baraban, Healey y Frank como reportaron en una revisión de literatura sobre
restauración de dientes tratados endodonticamente publicada por Hudis (60), la
restauración de dientes depulpados debería aumentar la resistencia ante las fuerzas
horizontales y verticales. El cubrimiento completo de las superficies oclusales de los
dientes reduce la incidencia de la fractura vertical.
Leempoel y colaboradores, evaluaron una gran muestra de dientes con coronas y
encontraron que el 39% eran no vitales y que todos recibieron algún tipo de restauración
intraradicular con diferentes postes. En este estudio los resultados fueron presentados de
24
una evaluación de coronas y puentes en la práctica general. El estudio incluyo 601
coronas individuales, 213 coronas sobre pilares de puentes y 103 coronas sobre pilares
de prótesis parcial removible. Un total de 84 puentes fueron examinados, todas estas
coronas fueron construidas durante un periodo de 11.5 años, la cantidad total de fallas fue
muy pequeña después de evaluar el pronóstico de las coronas por medio del método
Kaplan Meier y dar el promedio de vida de los diferentes tipos de restauraciones sobre un
período de entre 1 y 11 años (61). Muchos pilares de dientes planeados para prótesis fija
requieren ser reconstruidos con pernos debido a los extensos defectos estructurales
resultantes de trauma caries o restauraciones previas. En muchas situaciones,
compromisos severos de los dientes terminan en restauraciones de cubrimiento completo
con corona para restablecer la función y la estética. La cantidad de estructura dental
remanente dicta el tipo de base que puede ser usada en un diente depulpado.
En un estudio realizado por Robbins (62). Se quiso determinar el método óptimo para el
tratamiento de reconstrucción cuspídea de dientes tratados endodonticamente, previo al
remplazo con una corona. Todas las muestras fueron montadas en unos bloques de
acrílico y fueron sometidas bajo cargas de estrés a una angulaciòn de 45 grados hasta la
fractura en una máquina de ensayos (instron(R)), de esta manera el promedio de la
resistencia a la fractura en Newton fue obtenida para cada uno de los sistemas utilizados.
Se concluyó que no había diferencias estadísticamente significativas entre el grupo de
diente con Parapost y Endowel core. Sin embargo, el grupo de coronas intactas, que era
el grupo control, exhibió un mayor promedio de resistencia a la fractura que todos los
otros grupos (62).
En otro estudio como el de Heydecke (63), se comparó la resistencia a la fractura de
dientes tratados endodonticamente con coronas en incisivos maxilares, longitud ferrule
limitada y diferentes sistemas de pernos después de ser fatigados ante una carga. En
este estudio se estudiaron 64 incisivos centrales maxilares libres de caries los cuales
fueron divididos en cuatro grupos en donde evaluaban postes de titanio y núcleos en
resina, postes de zirconio y núcleos en resina, postes de zirconio y núcleos en cerámica
prensada y un grupo que era el control restaurado con postes de oro. Los dientes fueron
preparados con un hombro redondeado incluyendo de 1 a 2 mm de estructura dental,
todos los postes fueron cementados con cemento resinoso y restaurados con corona
25
completa y expuestos a 1.2 millones de ciclos de carga (30 N) en un simulador de
mordida controlado por computador.
El promedio de supervivencia fue registrado luego de la simulación ante las cargas de
masticación. El uso de postes de zirconio resultó en un mas bajo número de fracturas
radiculares catastrófica, auque no fue una diferencia significativa con respecto a los otros
grupos. En conclusión este artículo nos sugiere que los postes de zirconio con núcleos en
cerámica pueden ser recomendados como una alternativa para la realización de postes y
núcleos.
Postes y muñones directos soportaron un mayor número de cargas cíclicas y demostraron
una mayor resistencia a la fractura que los postes y muñones colados como lo
demuestran los estudios realizados por Reagan (64). El objetivo de su estudio fue evaluar
la resistencia de sistemas de pernos y coronas seleccionados y sometidos a una prueba
de fatiga. En el estudio se utilizaron segundos premolares mandibulares, los cuales fueron
tratados algunos con pernos prefabricados y muñones de amalgama otros con postes
prefabricados y muñones en resina y otros con pernos y muñones colados el cual sirvió
como grupo control.
La prueba de fatiga fue realizada con una máquina que aplicaba fuerzas bucales y
linguales al muñón, hasta obtener un movimiento lateral de 0.0021 pulgadas (63.5
micrones) que era detectado por un transductor contactando la superficie del muñón. Este
criterio representó la falla inicial del cemento. Los ejemplares que fueron restaurados con
resina exhibieron un mayor número de ciclos previo a la falla, pero no hubo una diferencia
significativa entre los grupos evaluados, concluyendo que todos los sistemas de postes y
muñones que fueron evaluados pueden ser aceptados para la restauración de dientes
tratados endodonticamente.
Isidor (65), comparó la resistencia a la carga intermitente, de dientes intactos, dientes con
pernos y muñones colados y dientes con pernos y muñones prefabricados. Luego de
someter los dientes a una carga cíclica de 250 N dos veces cada segundo a una
angulaciòn de 45° con respecto al eje longitudinal del diente hasta la falla, se demostró
que los dientes con los postes prefabricados y los muñones rehabilitados con resina
mostraban una resistencia significativamente mayor a la carga cíclica intermitente que los
26
dientes con paredes y pernos y muñones colados. Por aparte las coronas de los
ejemplares fueron seccionadas para evaluar la adaptación de los postes a las raíces. La
adaptación de los postes prefabricados a las raíces fue mucho mejor que los postes
colados individualmente.
Según Hoag y Kantor como lo reporta Loney en su artículo (9), se han realizado
investigaciones en donde se someten los dientes posteriores a cargas angulares de 45
grados mientras que para los dientes anteriores como los incisivos maxilares se utilizan
más comúnmente angulaciones de 130 grados (medidos desde el ápice) o 26 grados
(medidos desde el borde incisal).
Robert W. Loney (66), realizó un estudio en donde pretendía determinar las relaciones
entre el ángulo de carga y la resistencia a la fractura de incisivos centrales restaurados
con muñones y pernos colados y restauración con corona completa. 50 incisivos centrales
maxilares fueron tratados endodonticamente y los postes colados fueron cementados con
fosfato de zinc, seguidas por el cubrimiento con las coronas. 10 dientes fueron cada uno
cargados a 110, 130 y 150 grados con respecto al eje longitudinal del diente, el promedio
de falla a la carga fue para 110 grados 372.4 N mas o menos 140.8 SD; para 130 grados
597.6N mas o menos 138.5 SD y para 150 grados 1274.3 N mas o menos 429.9 SD.
Hubo una diferencia estadísticamente significativa en la resistencia a la fractura entre los
grupos de dientes que fueron sometidos a una angulación de 110 y 150 grados y entre los
que fueron sometidos a 130 y 150 grados pero no entre los grupos de 110 y 130 grados.
El promedio de falla a la carga aumentaba a medida que el ángulo de carga se acercaba
al paralelismo del eje axial del diente. Diferencias significativas en resistencia a la fractura
de dientes posteriores pueden ocurrir como resultado del ángulo de la carga.
En endodoncia hay principalmente dos clases de intervenciones para el tratamiento de
dientes depulpados usando postes dentales. En el más viejo y tradicional de ellos, el
odontólogo usa un poste colado de metal, obtenido de la base de un molde tomado del
conducto radicular. Un poste colado, usualmente sella el canal radicular de la forma mas
adecuada de esta manera este puede seguir la forma del conducto. Más recientemente
postes prefabricados de varios tipos, dimensiones y materiales están comercialmente
disponibles.
27
Con la idea de minimizar la diferente rigidez entre la dentina y el poste mismo, una nueva
clase de poste prefabricado esta disponible. Según Vallittu (67), la incorporación de
diferentes tipos de fibras tales como vidrio, carbón, grafito y polietileno modifican
positivamente la resistencia. Existe en la literatura gran cantidad de investigaciones cuyo
propósito es determinar el aumento en el valor de la resistencia de los postes de fibras
para lo cual estos son sometidas a diferentes pruebas. (67),
La literatura ha reportado que la concentración de fibras y su adhesión a la matriz del
polímero influencian en la resistencia transversal de las fibras de resina compuesta. El
mayor valor de resistencia transversal (265 Mpa) con polimetilmetacrilato fue obtenido por
la incorporación de 58% de fibra de vidrio dentro de la matriz, las fibras de polietileno
incorporadas dentro del polimetilmetacrilato rindieron el más alto impacto de valor de
resistencia (134 Mpa) de las fibras de resina polimetilmetacrilato.
En un estudio reportado por Pegoretti, Fambri, Zappini y Bianchetti (68) por medio de
elementos finitos se analizó el desafío mecánico de un nuevo poste de resina reforzado
con fibras de vidrio. La simulación de los resultados fue comparada con los
comercialmente disponibles reforzados con fibra de carbono y con postes colados en
aleaciones de oro.
En este estudio, se concluyó que los postes y muñones colados en oro producen la mayor
concentración de esfuerzos en la interfase poste - dentina. Por otro lado, los postes de
composite reforzados con vidrio presentan altos esfuerzos en la región cervical debido a
su flexibilidad y también a la presencia de menos apoyo o sostén del material del núcleo.
En el estudio de Ricks (69), se analizó la distribución de esfuerzos en incisivos centrales
superiores después de simular una preparación del canal y una carga estática. Este
estudio fue realizado por medio de un modelo tridimensional de elementos finitos,
generado por computador y apropiadamente modificado para simular la preparación del
canal. Los datos identificaron la más alta magnitud de esfuerzos, localizada entre el tercio
medio y coronal de la raíz. Adicionalmente, la magnitud de esfuerzos generado fue
directamente correlacionada con el diámetro del canal preparado. El desarrollo de un
28
estudio tridimensional de elementos finitos podría identificar áreas que pueden
predisponer al diente a una falla estructural durante las cargas ejercidas.
Según Cohen, como se reporta en el articulo Barkhordar (70), las restauraciones de dientes
depulpados es crítica para el éxito del tratamiento endodontica. Si un diente es
severamente dañado, un poste y un muñón están indicados para la retención de la
restauración y el refuerzo del diente. Un coping, o collar metálico, puede también estar
adjunto para el refuerzo de un diente anterior tratado endodonticamente.
En el artículo de Barkhordar, se examinó el efecto de dos milímetros y tres grados de
angulaciòn del collar metálico en la resistencia de postes colados y muñones en un diente
anterior tratado endodonticamente. El collar metálico fue diseñado para determinar si un
diente preparado para corona completa podría dar refuerzo a un diente tratado
endodonticamente. Es un estudio basado en los reportes de Tjan y Wang que
identificaron la importancia de mantener suficiente dentina para resistir la fractura del
diente. Un grupo de dientes en el estudio de Tian fue preparado con un bisel de 60 grados
para servir como un collar metálico. No hubo incremento significativo en la resistencia a la
fractura comparado con una muestra sin hombro biselado. Estos resultados contradicen
otros estudios como los de Cohen, en donde un collar metálico fue importante para dar
refuerzo a dientes tratados endodonticamente.
Otros estudios realizados en incisivos centrales superiores fueron los realizados por Milot
et al (71), en donde análogos plásticos estandarizados simulaban esta clase de dientes
tratados endodonticamente para investigar la resistencia de la fractura de la raíz cuando
eran sometidos a cargas. En este estudio utilizaron tres sistemas diferentes de pernos y
muñones; en el primero se utilizaron postes y muñones colados, en el segundo postes
para post – plus y en el tercero postes flexi – post. El material de construcción para el
muñón seleccionado en este estudio fue Ketac silver, después con cada preparación de
corona fue hecho cada análogo. Los ejemplares fueron sometidos a una fuerza oblicua
por lingual que incrementaba por lingual hasta que ocurría la fractura. En este estudio se
concluyó que las preparaciones biseladas con una restauración final proveía un
significante incremento a la resistencia de fracturas radiculares. Sin embargo las fracturas
verticales ocurrieron dos veces más a menudo con preparaciones no biseladas.
29
2.3. GNATODINAMOMETRO La fuerza oclusal ha sido tradicionalmente evaluada a través de sistemas invasivos y no
invasivos, basados en:
Traductores piezoeléctricos, fabricados a partir de cristales de cuarzo, (72), Películas
poliméricas (73), Películas sensitivas de presión, (74), que constan de galgas de
deformación, que dependiendo de la aplicación utilizan extensometros lineales para medir
deformaciones en un solo eje, o rosetas de deformación que consideran varias
direcciones (75) y finalmente los magnéticos, (76).
TRANSDUCTORES DE FUERZA BASADOS EN LA TÉCNICA DE
EXTENSOMETRÍA ELÉCTRICA
La extensometría eléctrica, se encarga de medir las deformaciones mecánicas
superficiales de los cuerpos, a través de una resistencia eléctrica llamada galga de
deformación o strain gage.
Su operación, se basa en el principio de que la resistencia eléctrica de un conductor,
cambia cuando se somete a una deformación mecánica. Comúnmente, una galga de
deformación se fija a un determinado espécimen, por medio de un pegante en
condiciones sin carga; entonces se aplica una fuerza que produce una deformación en el
espécimen y en la galga. Esta deformación, se registra por medio de un cambio de
resistencia del elemento.
TRANSDUCTORES DE FUERZA PIEZOELÉCTRICOS
El efecto piezoeléctrico, es una propiedad de algunas sustancias naturales cristalinas, que
pueden desarrollar un potencial eléctrico a lo largo de ciertos ejes cristalográficos en
respuesta al movimiento de cargas que resultan de una deformación mecánica y
30
viceversa, es decir, convierte energía mecánica en energía eléctrica, y energía eléctrica
en mecánica.
Algunos cristales como el cuarzo, la sal de Rochelle, el sulfato de litio y el dihidrogenuro
de amonio poseen propiedades piezoeléctricas, y generalmente son la base de la
construcción de transductores de fuerza.
TRANSDUCTORES DE FUERZA POR TÉCNICAS FOTOGRÁFICAS
Básicamente, el sistema de medición de fuerzas por técnicas fotográficas se basa
en la utilización de una lámina, que al ser sometida a una carga, reacciona químicamente
registrando áreas con determinados colores según el valor de las fuerzas, es decir, el
color que aparece en la lamina después de ser mordida se puede relacionar con valores
específicos de fuerzas. La visualización de los colores, es posible gracias a otro producto
comercial de Fuji Photo Film Co, llamado Occluzer.
Las láminas con las que se realizaron las mediciones de fuerza oclusal, encontradas en la
literatura científica, son comercializadas por Fuji Photo Film Co.
La relación entre las fuerzas y los colores que aparecen en la lámina son suministrados
por el fabricante
Los estudios que evalúan fuerza de mordida y que pretenden relacionar esta, a cualquier
otro tipo de factor, sea evolutivo, como en los que se busca correlacionar la fuerza de
mordida con los patrones de crecimiento esqueléticos en hombres y mujeres; o sea
patológico, en el cual se pretende evaluar y registrar el potencial de mordida máxima
parafuncional, requieren de un dispositivo calibrado que registre, luego de ser aplicado en
la boca del paciente, un dato confiable que tenga luego una importancia al ser transpolado
al área investigativa.
Como se mencionó al comienzo de esta revisión, muchos autores coinciden en que el
bruxismo es una entidad en la cual los dientes se apretan o se rechinan en momentos
diferentes a cuando se esta masticando algún alimento (17, 18, 19, 20, 21,22), de esta manera,
esta entidad conlleva a quien la padezca, a lo que son los signos y síntomas mas
31
reconocidos; que son el desgaste dental y el dolor orofacial, los cuales van ligados a una
hiperactividad y una hipertrofia de los músculos de la masticación, especialmente el
músculo masetero (77). Un bruxismo severo puede conllevar a un alto riesgo de fractura
dental, fractura de restauraciones y fracturas de prótesis dentales.
Algunos autores cuestionan el papel del bruxismo como agente causal del desgaste
dental (78), mientras que otros sugieren que el incremento del desgaste dental esta
relacionado con la fuerza de mordida y los hábitos parafuncionales como así lo relata
Johansson y Pigno en la introducción del articulo de Ducia Caldas Cosme y col (79). En
este mismo articulo se da la definición de fuerza de mordida máxima, que aunque es
simple y concreta es de real importancia tenerla como parámetro, para poderla comparar
ante diferentes situaciones de esquema oclusal. Esta hace referencia, al esfuerzo ejercido
entre los dientes maxilares y mandibulares, cuando la mandíbula es elevada por los
músculos masticatorios. Su magnitud, varia entre sujetos y depende de métodos usados
para medir la fuerza, así lo reporta también Ahlberg JP, Kovero OA, Hurmeninta KA, Zepa
y Kononen en la introducción del articulo de Cosme. Luego de la participación de 40
hombres y 40 mujeres en el estudio de Cosme con un promedio de 25.3 años para
comparar la fuerza máxima de mordida en bruxomanos y no bruxomanos VS la fuerza de
mordida máxima voluntaria en los mismos, encontraron que la fuerza de mordida máxima
voluntaria no difería entre bruxomanos y no bruxomanos. Una posible explicación, como
se menciona en la discusión del artículo, puede ser que la fuerza de mordida máxima
voluntaria es diferente de la fuerza de mordida máxima ejercida durante el bruxismo. El
estudio de Nishigawa y col (80), muestra que la fuerza de mordida máxima ejercida durante
episodios de bruxismo al dormir pueden exceder la fuerza de masticación máxima
voluntaria en un 54.5 % de los casos. En este estudio realizado en la universidad de
Tokushima Japón, fue medida la fuerza de mordida nocturna en 10 sujetos por medio de
un artefacto acrílico que tenia un transductor a nivel de los primeros molares, después de
una semana de familiarización con el dispositivo, la fuerza de mordida nocturna fue
medida por tres noches en casa de cada sujeto. De 30 registros, 499 eventos de bruxismo
que satisficieron los criterios de definición, fueron seleccionados. Sobre el sistema
descrito en el estudio también se evaluó la medición de fuerzas de mordida voluntarias
máximas durante el día. El promedio de la amplitud detectada en los eventos de bruxismo
fue de 22.5 Kgf (s.d. 13.0 Kgf) y el promedio de duración fue 7.1 segundos (s.d.5.3
32
segundos). La mas alta amplitud de la fuerza de mordida nocturna fue 42.3 Kgf. La fuerza
de mordida máxima voluntaria durante el día fue 79.0 Kgf y el cociente promedio de la
fuerza de mordida máxima nocturna y diurna fue 53.1. Estos datos indican que la fuerza
de mordida máxima durante el bruxismo puede exceder la amplitud de la fuerza de
mordida máxima voluntaria durante el día.
Estudios como el realizado por Cosme, Baldisserotto Canabarro y Shinkai (79) sugieren
que, no hay diferencias estadísticamente significativas en cuanto a la fuerza de mordida
máxima voluntaria entre pacientes bruxómanos y no bruxómanos, cuando evaluaron una
muestra de jóvenes adultos dentados, en donde se controlo el sexo, la masa corporal y la
presencia de dolor muscular orofacial durante las mediciones de la fuerza de mordida
máxima.
En un estudio publicado por baba, Watanabe y Ohyama (81), se evaluó la duración del
bruxismo por medio de una placa intraoral que detectaba las fuerzas ejercidas durante
cada episodio (ISFT). El estudio constaba de un grupo de 5 bruxomanos y un grupo
control de de 5 personas sin bruxismo. El grupo de bruxómanos exhibió eventos de
bruxismo significativamente de mayor duración que el grupo control, (27 segundos/ hora
VS 7.4 segundos / hora P < .01).
También en la literatura revisada se reportan estudios que correlacionan la magnitud de la
fuerza de mordida con la forma facial; (82), con el desgaste dental (83) maloclusiones,
alteraciones psicológicas manifiestas en hábitos parafuncionales, actividad muscular y
problemas sistémicos.
La morfología facial esta aparentemente en relación directa con el volumen del músculo
masetero (84), el cual puede hipertrofiarse a causa de las fuerzas parafuncionales
generadas por el apretamiento o el rechinamiento dental. Este hallazgo fue corroborado
por Waltimo et al en 1994 (85), quienes relacionaron la fuerza de mordida aumentada con
un prognatismo mandibular, con inclinación anterior de la mandíbula y un ángulo goniaco
disminuido. Mostraron mayor significancia al comparar la fuerza de mordida en molares
que en incisivos entre individuos con signos de rechinamiento y normales.
33
Son pocos los estudios revisados que al utilizar un transductor de fuerzas oclusales
evalúa o cuestiona críticamente la forma en la cual este hace la medición.
En un estudio realizado por Widmalm y Ericsson (86), se evaluó la fuerza máxima de
mordida en premolares, realizada de una manera convencional con un transductor de
presión. Durante las mediciones, las extremidades de las cúspides bucales hacían
contacto con el transductor. Ellos demostraban que la fuerza de mordida máxima,
incrementaba significativamente si la carga excéntrica de los premolares superiores era
hecha más céntrica y axial con respecto al transductor por cubrimiento completo de las
superficies oclusales de los dientes con relleno un plástico. Ellos concluyen que la
mordida de un transductor de presión con una carga excéntrica, no da una estimación
justa del valor real de la fuerza de mordida máxima durante el apretamiento en posición
de intercuspidacion.
Las hojas o películas transductoras de fuerza oclusal, usando la piezoelectricidad, o la
presión que depende de la resistencia eléctrica, son candidatos potenciales para la
medición, no solo de los niveles absolutos de la fuerza de mordida, sino también de sus
cambios (87).
Se han realizado pruebas de fuerza de mordida, no solo en pacientes con parafunciones,
sino también, en pacientes que han sido rehabilitados protesicamente con coronas.
Un estudio realizado por Lundgren et al (88), describió un método desarrollado para
estudiar las fuerzas oclusales en denticiones restauradas. Usando este método la
magnitud, duración y frecuencia de las fuerzas pueden ser medidas en varias partes de la
dentición simultáneamente. Las mediciones son basadas en el uso de un aparato
traductor de tensiones de tales dimensiones que pueden ser montados adentro de las
coronas, pónticos o dentaduras removibles sin interferir con la oclusión, la señal de salida
de cada transductor es lineal para las fuerzas mayores de 300N la cual corresponde con
una magnitud (deformación elástica) de 20 micrones. Por lo menos cuatro transductores
son usados distribuyendo sobre el diente-arco para crear contactos simultáneos y
bilaterales. Al final la suma de las fuerzas locales constituye la fuerza total que actúa en la
dentición entera en un momento dado.
34
3. OBJETIVOS:
3.1. Objetivo General:
• Analizar los esfuerzos generados al sistema diente-perno-corona (metal cerámica) con
tres diferentes alturas óseas, cuando se le aplica una fuerza cíclica de bruxismo por
medio del método de elementos finitos tridimensional y compararlo con un modelo de
diente natural integro bajo iguales condiciones periodontales y de carga
3.2. Objetivos Específicos:
• Analizar los esfuerzos generados en las diferentes interfases poste colado-dentina;
dentina-ligamento periodontal: Ligamento periodontal-hueso, cuando se le aplica una
fuerza cíclica en sentido, vertical y oblicua como las realizadas durante el bruxismo.
• Evaluar el comportamiento biomecánico de un canino inferior, restaurado con perno
colado y corona metal cerámica con tres alturas óseas y sometido a una fuerza de
bruxismo de magnitud especifica de forma cíclica.
• Identificar las condiciones críticas de esfuerzos para cada uno de las interfases
componentes del modelo.
• Comparar los resultados con un modelo de diente natural integro, sometido a iguales
condiciones de carga bajo las mismas condiciones periodontales.
35
4. METODOLOGÍA PROPUESTA
4.1. Tipo de Estudio
Preexperimental descriptivo cualitativo.
4.2. Universo y Muestra
El modelo que se usará en el presente proyecto es un canino inferior restaurado con
endodoncia, perno colado y corona metal cerámica con su respectivo aparato de
inserción, al que se aplicaran fuerzas de BruxIsmo.
Figura 1 (canino con sus estructuras de soporte)
4.3. Recolección de la Información
Este proyecto se llevará a cabo en conjunto con el departamento de Ingeniería Mecánica
de la Universidad EAFIT, Grupo de Investigación en Bioingeniería GIB.
36
La recolección de la información se realizará en un computador mediante el uso del
programa Ansys (versión 10) que es un software basado en elementos finitos, en el que
se modela el espécimen y se registra y analizan los resultados obtenidos. Es
indispensable darle al computador algunos datos, razón por la que se deben realizar
algunos procedimientos previos a la simulación tales como preprocesamiento
(Geometría), modelación, condiciones de frontera, validación, etc, descritos en estudios
previos (11).
4.3.1 Preprocesamiento (Geometría)
Consiste en obtener la geometría del modelo (realizado en estudios previos) (11), para este
caso se tienen en cuenta 3 caninos humanos ver (figura 2), en el primero se realizan
cortes transversales cada 2 mm desde la cúspide hasta el ápice radicular, obteniéndose 7
secciones (ver figura 3). En el segundo se realiza un corte longitudinal en sentido buco-
lingual y en el tercero se realiza la preparación del muñón coronal remanente para recibir
un perno (figura 2). Los cortes se hacen con un disco de carburo de 0.6 mm de espesor
(Jelenko(R)), montado en una pieza de mano de baja velocidad (NSK(R)) (11).
Las 7 secciones transversales (ver figura 4) se miden con un pie de rey (Mitutoyo
Digimatic Caliper) para obtener la altura y el diámetro buco-lingual, mesio-distal en la
región bucal y diámetro buco-lingual, mesio-distal en la región lingual, para las superficies
superior e inferior de cada corte (ver figura 5). También se mide la altura de la sección con
respecto a la parte apical de la raíz del diente y la excentricidad de ésta con respecto al
eje central del canino (11).
Figura 2. De izquierda a derecha: canino completo, corte longitudinal, raíz
preparada para perno (11).
37
Figura 3. Cortes transversales del canino inferior (11).
Tabla 1. Medidas de cortes transversales del canino inferior (11).
38
Número de sección
Ancho lingual (dxl)
Ancho bucal (dxb)
Ancho bucal-lingual (dz)
Altura (y) Excentricidad (Ex)
0 2 2 2 0 02 2.2 2.4 3.3 2 -0.054 2.3 3 4.5 4 -0.156 2.4 3.6 5.5 6 -0.158 2.6 4 6.4 8 -0.110 2.7 4.6 7.3 10 -0.0512 2.8 5 7.6 12 014 2.9 5.6 7.8 14 016 3 6 8 16 017 3.5 6.1 7.9 17 018 4 6.2 7.8 18 020 4.8 6.6 6.8 20 0.222 5.8 7 5.7 22 0.3524 7 7 4.4 24 0.426 7 7 3.2 26 0.327 5 5 2 27 0
Figura 4. Acercamientos de cortes transversales. Vista proximal (11). Vista incisal.
39
Figura 5. Altura de cada corte transversal Medidas buco-lingual (dz),
en mm. (11). mesio-distal en zona bucal (dxB) y
mesio-distal en zona lingual (dxL)
Medidas promedio del canino para la modelación. Medidas tomadas del libro de
Anatomía Dental de Ash y Wheeler (ver tabla 2), para comparar las dimensiones del
canino modelado, con los promedios establecidos en la literatura los cuales se muestran
en la siguiente tabla (ver tabla 2).
Tabla 2. Medidas promedio canino inferior según Ash y Wheeler (89).
Canino mm
Longitud cervico –incisal corona
11
Longitud mesio-distal corona
7
Cuello 5.5
Longitud buco-lingual corona
7.5
Cuello 7.0 Longitud radicular 16
40
4.3.2. Modelación.
El método de elementos finitos es utilizado en ingeniería para el análisis numérico de
estructuras basado en las propiedades físicas de los materiales: Como el módulo de
Young (Módulo de elasticidad), el coeficiente de Poisson y el módulo de rigidez al
cortante; que son utilizados por el computador generando un análisis para describir el
comportamiento mecánico de una estructura. Con este sistema se
pueden modelar estructuras simples o complejas. El principio del FEA (análisis de
elementos finitos) es dividir una estructura en un número finito de elementos pequeños
llamados elementos e interconectados unos con otros por medio de nodos. Un elemento
es una matriz matemática de una interacción colectiva entre los grados de libertad entre
un conjunto de nodos. Un nodo es un espacio coordinado donde hay lugares (espacios)
de libertad (desplazamiento) y acciones (fuerzas) de una estructura bajo carga.
La primera aplicación práctica fue para el cálculo del fuselaje de los aviones durante la
guerra en Vietnam; posteriormente se utilizó en todos los campos de la ingeniería. Se le
ha dado uso en mecánica, sedimentología, tránsito, contaminación ambiental, cálculo y
diseño de máquinas, elementos de máquinas, y para el análisis biomecánico de los
sistemas y sus componentes.
Algunos de los campos de aplicación son la geomecánica, la meteorología, la hidráulica,
la ingeniería civil, la ingeniería mecánica, medicina y odontología.
Se han publicado numerosos estudios científicos que utilizan este método de análisis para
la investigación en diversas áreas de la odontología como la implantología, la ortodoncia,
la ortopedia maxilar, la prostodoncia y la cirugía maxilofacial, facilitando la solución de
problemas biomecánicos complejos.
Una vez la estructura es creada matemáticamente y asignadas las propiedades de los
materiales, la información puede ser analizada por distribución de esfuerzos durante la
aplicación de la fuerza. Los esfuerzos son expresados como compresivos (valores
negativos) o tensiles (valores positivos). La combinación global (ejes direccionales X, Y,
Z), de los valores cuadrados absolutos para todos los esfuerzos se conoce como esfuerzo
de Von Misses (resultante).
41
El comportamiento mecánico de cada elemento puede ser descrito como una función del
desplazamiento de un nodo sometido a condiciones de carga; así resulta un
comportamiento similar entre el modelo matemático y la estructura que representa. (90).
Para la modelación del canino se compararan las dimensiones del canino modelado con
las dimensiones anatómicas de un canino inferior reportadas en la literatura (89). Una vez
establecidas las medidas del canino inferior, las propiedades de las estructuras dentales y
los materiales usados en el modelo, se inicia la modelación.
La raíz del canino se modela con un muñón de 2 mm de dentina coronal remanente y con
un bisel de 1 mm en su periferia para tener el efecto de abrazadera para el perno colado y
efecto de férula dado por la corona (57, 64, 71).
El conducto radicular se diseña teniendo en cuenta que la amplitud del canal pulpar, no
debe ser mayor de 1/3 de la amplitud radicular en su dimensión más estrecha; rodeado
mínimo de 1 mm de dentina sana, especialmente en la región apical (6).
Figura 6. Contorno canino inferior y contorno raíz. (11).
Los últimos 4 mm apicales del conducto radicular son modelados con las propiedades de
la gutapercha, conservando así la cantidad ideal promedio de obturación remanente que
se describe en la literatura para evitar filtración (ver figura 7) (1, 48, 71).
Contorno del Canino
Contorno de la Raíz
42
Figura 7. Modelación de la gutapercha. (11).
Para el resto del conducto radicular y su porción coronal, se diseña un perno colado en
metal noble (Spartan(R)). El espigo del perno se ajusta a la anatomía interna del canal
radicular (Cónico), con su porción apical redondeada, para evitar las concentraciones que
producen los ángulos agudos (55,57). (Ver figura 8)
Figura 8. Modelación del espigo del perno. (11).
El cemento no se tiene en cuenta debido a que su dimensión es muy delgada
(aproximadamente 30 micras), considerándose una unión perfecta mantenida por fricción.
Desde el punto de vista físico, no existe un espacio real que pueda influenciar el
comportamiento de las fuerzas aplicadas al diente (11). Así mismo, las propiedades
mecánicas del cemento de ionomero de vidrio y la dentina son similares. (11)
Gutapercha
Espigo del perno
43
La geometría del núcleo mantiene las proporciones de la preparación para una corona
completa metal-cerámica de un canino inferior, siendo la reducción axial de 1.2 a 1.5 mm
la reducción incisal de 2 mm y en la superficie lingual es de 1.2 a 1.5 mm. (1,6)
Figura 9. Modelación del núcleo del perno
Esto asegura un espacio adecuado para la modelación de la corona metal-cerámica, así
el espesor de la porcelana es de 1 mm.- uniformemente distribuido, excepto en la porción
incisal que es de 1.5 mm. La estructura metálica es de 0.5 mm en su porción mas delgada
y el diseño de ésta es un collar metálico periférico. Todos estos parámetros hacen que la
restauración cumpla los requisitos de estética y resistencia (ver figura 10).
Figura 10. Modelación de estructura metálica de la corona.
Cuando una barra prismática se somete a tensión, el alargamiento axial va acompañado
de una contracción lateral (o sea, una contracción normal a la dirección de la carga
aplicada). La contracción lateral se advierte con facilidad estirando una liga elástica; pero
Núcleo del perno
Estructura Metálica
44
en los metales, los cambios en las dimensiones laterales (en la región elástica lineal),
suelen ser muy pequeños para detectarlos a simple vista, por lo cual se utilizan
dispositivos sensitivos de medición.
La deformación unitaria lateral en cualquier punto de una barra es proporcional a la
deformación unitaria axial en el mismo punto si el material es elástico lineal. Ahora bien
para que las deformaciones unitarias laterales sean las mismas en toda la barra, deben
cumplirse condiciones adicionales. Primero, la fuerza axial debe ser constante en toda la
longitud de la barra, de manera que la deformación unitaria axial también sea constante.
Segundo, el material debe ser homogéneo, es decir, ha de tener la misma composición (y,
por lo tanto, las mismas propiedades elásticas) en cada punto .Ya supusimos que el
material es homogéneo, por lo que el esfuerzo y la deformación unitaria serán uniformes
en toda la barra. Es importante aclarar que la homogeneidad de un material no asegura
que las propiedades elásticas sean las mismas en toda dirección, por ejemplo el modulo
de elasticidad podría ser diferente en las direcciones axial y lateral; por consiguiente, una
tercera condición para la uniformidad de las deformaciones unitarias laterales, es que las
propiedades elásticas sean las mismas en todas las direcciones perpendiculares al eje
longitudinal, los materiales isotrópicos u ortotrópicos satisfacen esta condición.
Los materiales que tienen las mismas propiedades en todas las direcciones (axiales,
laterales e intermedias) son isótropos. Si las propiedades difieren en varias direcciones,
el material es anisótropo (o aeolotrópico). Un caso especial de anisotropía ocurre
cuando las propiedades en una dirección particular son las mismas en todo el material y
las propiedades en todas las direcciones perpendiculares a esa dirección son las mismas
(pero diferentes de las primeras propiedades); el material se clasifica entonces como
ortotrópico, los plásticos reforzados con fibras y el concreto reforzado con barras
paralelas de acero son ejemplos de materiales compuestos que exhiben comportamiento
ortotrópico. (91).
Posteriormente se modela el ligamento periodontal, con propiedades isotrópicas, con un
espesor en la periferia de la raíz de 0.5 mm, por facilidad en la modelación. Su
localización se inicia a 2 mm de la unión cemento-amélica. (11).
45
Figura 11. Modelación del ligamento periodontal (11)
Para la modelación de los tejidos duros se considera el hueso esponjoso, que forma el
interior del cuerpo de la mandíbula y el hueso cortical, que rodea tanto la mandíbula como
el alveolo, con propiedades ortotrópicas. (11, 92)
Las dimensiones del hueso mandibular y alveolar son tomadas de una mandíbula
humana, la altura ósea es de 31 mm desde la cresta alveolar hasta la porción basal de la
mandíbula. El hueso cortical es de 1 mm de espesor en la zona periférica desde la región
basal y de 0.5 mm desde la región interna del alveolo. (Ver figura
Figura 12. Modelación del hueso cortical y esponjoso (11)
4.3.3. Validación del modelo. Después de obtener la geometría del modelo se construye
una malla inicial formada por pocos elementos. Por medio del método de validación H.
(93).
Ligamento periodontal
46
La malla es refinada aumentando el número de elementos tantas veces como sea
necesario, con el fin de observar los cambios en los esfuerzos y desplazamientos que se
generaron sobre un nodo específico, bajo una condición de carga definida. De esta
manera se obtienen 2 gráficas, una para los esfuerzos y otra para las deformaciones. La
región de la gráfica donde la curva comienza a estabilizarse indica el número mínimo de
elementos que el modelo necesita para dar resultados confiables.
4.3.4. Modelos de estudio. Con los procedimientos anteriores se obtiene el modelo
inicial, el cual luego es sometido a cambios según las variables del estudio, para obtener
tres grupos.
Modelo Número 1. Altura ósea normal (nivel de la cresta ósea a 2 mm de la unión
cemento- amélica), con una extensión de perno dejando 4 milímetros de endodoncia
sometido a una carga cíclica de bruxismo con una duración de cada evento de 7.1 seg. y
una separación en tiempo entre evento y evento de 2 seg.
Número de Nodos: 707934
Numero de elementos: 476216
Modelo Número 2. Nivel de la cresta ósea a 4 mm de la unión cemento-amélica, con una
extensión de perno dejando 4 milímetros de endodoncia y sometido a una carga cíclica de
bruxismo con una duración de cada evento de 7.1 seg. y una separación en tiempo entre
evento y evento de 2 seg.
Número de Nodos: 671258
Número de elementos: 452495
Modelo número 3. Nivel de la cresta ósea a 6 mm de la unión cemento-amélica, con 3
longitudes diferentes de pernos y sometido a una carga cíclica de bruxismo con una
duración de cada evento de 7.1 seg y una separación en tiempo entre evento y evento de
2 seg.
Numero de nodos: 618698
Numero de elementos: 417076
47
4.3.5 Condiciones de carga. Cuando se habla de mecánica de materiales mas específicamente de esfuerzos
generados sobre un cuerpo es importante enunciar el principio de Saint- Venant. Este
principio se aplica a cuerpos elásticos lineales de todo tipo, y establece que los esfuerzos
en un cuerpo, causados por sistemas de carga que tienen la misma fuerza resultante y el
mismo momento resultante, son los mismos, siempre que nos alejamos de la región
cargada una distancia por lo menos igual a la mayor dimensión de la región cargada.
Desde luego este principio no es una ley rigurosa de la mecánica pero es una observación
de sentido común basada en la experiencia teórica y practica. (91).
En el modelo, se aplico un lapso de 2 seg de, entre un evento de bruxismo y otro, lo que
demostró inicialmente que entre ciclo y ciclo se presentaba una recuperación elástica
completa de las estructuras, mostrando un comportamiento lineal, en el cual nunca se iba
a observar una curva de descenso que nos indicara que alguna estructura modelada,
presentara a través del tiempo una vida útil más corta. Finalmente, se decidió evaluar la
falla de las estructuras no por acumulación de esfuerzos, sino por fatiga. El programa fue
alimentado con los valores de fatiga para la dentina (94), el hueso(95) la aleación oro paladio (96) y la cerámica (97).los valores de fatiga de el ligamento periodontal, y la gutapercha no
fueron encontrados en la literatura por tal razón se asumieron los valores respectivos del
límite elástico para estos materiales (98,99,). Para la pulpa no se encontró ninguna
propiedad, asumiéndose valores similares para el límite elástico del ligamento periodontal.
Para determinar el punto de aplicación de la carga en el modelo se debe considerar el
punto de contacto del canino inferior con su antagonista en una oclusión clase I
mutuamente protegida y también la dirección de las fuerzas del bruxismo que son
verticales y oblicuas con una magnitud de 22.5 Kgf. Basados en el estudio de Nishigawa y
colaboradores en donde el promedio de episodios de bruxismo por hora fue (3.6) y el
promedio de duración de cada evento fue (7.1 seg.), se estableció matemáticamente el
numero de episodios con los cuales es posible cargar el modelo para simular el numero
de eventos totales en un año de la siguiente manera:
48
3.6 (numero de eventos / Hora) X 8 (horas de sueño) = 28.8 eventos por noche
28.8 (Numero de eventos noche) X 365 (noches de un año) = 10512 evento / año.
En el modelo se aplicará una separación en tiempo entre un evento de bruxismo y otro de
2 segundos
49
5. METODO DE ANÁLISIS DE RESULTADOS
El programa arroja resultados con gráficas que muestran los esfuerzos máximos positivos
(tensiles) y negativos (compresión) mediante una escala de colores que varían entre el
color rojo que representa los esfuerzos de tensión máxima o valores positivos, hasta el
color azul que representa esfuerzos de compresión máxima o valores negativos.
Se toman cortes sagitales y transversales del diente restaurado y su aparato de inserción
que permiten analizar los esfuerzos que se presentan en el diente desde su aspecto
labial, lingual y proximal. En estas zonas se hacen una interpolación de nodos para
realizar curvas suavizadas que evalúan la tendencia de los esfuerzos tensiles,
compresivos y de cizallamiento simultáneamente.
Los resultados serán presentados mediante gráficas que son obtenidas para cada grupo y
cada variable analizada, estas gráficas se interrelacionan para establecer comparaciones
entre sí.
5.1. Resultados Esperados
La magnitud de los esfuerzos en la dentina de un canino inferior que está restaurado con
perno colado y corona metal porcelana sometido a cargas de bruxismo cíclicas y con
pérdida ósea, será mayor a la que presenta el mismo diente sometido a Bruxismo pero
con un nivel óseo normal y será mayor al que se presenta en un modelo de un canino
mandibular integro bajo las mismas condiciones periodontales.
La magnitud y la distribución de los esfuerzos en la dentina serán mayores a medida que
disminuye la cantidad de hueso de soporte.
Al comparar los resultados del presente proyecto con los arrojados en estudios previos, se
espera encontrar diferencias. La distribución del esfuerzo en un canino con y sin pérdida
50
ósea pero bajo fuerzas de bruxismo cíclicas será de mayor magnitud y extensión que el
mismo diente pero bajo cargas funcionales.
Figura 13. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm (Altura ósea Normal)
51
Figura 14. Malla de Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm (Altura ósea Normal)
Figura 15. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. (Altura ósea Normal) Condiciones de contorno y fuerza.
52
Debido a que la modelación requiere interpretar los resultados a partir de modelos
divididos en mitades iguales, la fuerza aplicada al canino mandibular en su superficie
vestibular fue de 110.309 N (la mitad de la fuerza reportada), con una altura ósea normal
(nivel de la cresta ósea a 2 mm de la unión cemento- amelica) y con una extensión de
perno dejando 4 mm de endodoncia
Figura 16. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. (Altura ósea Normal) Esfuerzos de von Mises (estáticos)
53
Figura 17. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. (Altura ósea Normal) Detalle esfuerzos de von Mises
En la interface perno-dentina radicular de la superficie lingual y en la interface dentina
radicular- cresta alveolar se encuentran los valores máximos de esfuerzos representados
entre 70,366 y 87,958 MPa, cuando el modelo es sometido a una fuerza oblicua de
manera estática.
54
Figura 18. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. (Altura ósea Normal) Esfuerzos alternantes equivalentes (fatiga)
A una estructura que se le aplica un esfuerzo estático estaria representando una grafica
que comprende una curva de ascenso que va desde un esfuerzo mínimo hasta un
esfuerzo máximo, y una curva de descenso que llega de nuevo al esfuerzo mínimo
cuando se deja de aplicar la fuerza. Cuando este mismo proceso se repite a través del
tiempo se dice que el material es sometido a una carga cíclica y en este caso es
importante determinar el valor de esfuerzo promedio bajo el cual el material va a estar
sometido. Los materiales entonces pueden ser evaluados en una grafica de S/n
(esfuerzos alternantes) donde se espera que a mayor tiempo de uso o mayor número de
ciclos los materiales muestren menor grado de resistencia lo cual disminuye el promedio
de vida útil de este.
55
Se observa concentración de esfuerzos cíclicos en la raíz, los cuales van aumentando en
la dentina cervical en la interface con el perno y en la dentina cercana a la cresta ósea
con valores entre 35,183 y 43,979 MPa.
Estos esfuerzos son más ampliamente distribuidos en la dentina y su interface con el
perno y más concentrados en la región de la cresta ósea.
Figura 19. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. (Altura ósea Normal) Ciclos de vida del modelo completo
Se observa que en general la restauración tendrá una vida útil entre 397.000 y 1160.000
ciclos. Lo que es equivalente a un tiempo entre 37 y 110 años.
56
Figura 20. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. (Altura ósea Normal) Ciclos de vida de la dentina
La disminución de los ciclos de vida de la dentina radicular no es significativa con
respecto al modelo completo, pero se observa una modificación en la grafica que puede
57
interpretarse como aparición de microgrietas en la dentina entre 46.200 y 135.000 ciclos.
Equivalente a un periodo entre los 4.3 y los 12.8 años.
Figura 21. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. (Altura ósea Normal) Ciclos de vida del poste de Au-Pd
Presenta idéntica vida útil que la restauración
Se observa que el perno tendrá una vida útil entre 397.000 y 1’160.000 ciclos. Lo que es
equivalente a un tiempo entre 37.7 y 110 años.
58
Figura 22. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. (Altura ósea Normal) Ciclos de vida de la porcelana
De acuerdo a la grafica la porcelana presenta entre 3’410.000 y 10.000.000 de ciclos de
vida equivalentes a un periodo comprendido entre 324 y 951 años. (Vida infinita). De
acuerdo a los resultados encontrados, según los cálculos de ingeniería la porcelana
tendría un comportamiento que no fallaría a través del tiempo (vida infinita).
59
Figura 23. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm)
Figura 24.Malla de modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm)
60
Figura 25. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm) Condiciones de contorno y fuerza
Debido a que la modelación requiere interpretar los resultados a partir de modelos
divididos en mitades iguales, la fuerza aplicada al canino mandibular en su superficie
vestibular fue de 110.309 N (la mitad de la fuerza reportada),
Nivel de la cresta ósea a 4 mm de la unión cemento-amelica, con una extensión de perno
dejando 4 mm de endodoncia.
61
Figura 26. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm) Esfuerzos de von misses estáticos
62
Figura 27. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de de 2mm) Detalle de esfuerzos de Von misses
En la interface perno-dentina radicular en la superficie lingual, a nivel del tercio cervical
radicular y en la interfase dentina radicular- cresta alveolar se encuentran los valores
máximos de esfuerzos bajo carga estática representados entre 88,432 y 123,805 y MPa,
cuando el modelo es sometido a una fuerza oblicua de manera estática. Y en la interface
dentina radicular / cresta alveolar con valores de esfuerzos similares a la anterior interface
pero distribuidos en un área de superficie más pequeña.
63
Figura 28. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm) Esfuerzos alternantes equivalentes (fatiga)
Se observa concentración de esfuerzos alternantes en la raíz, los cuales van aumentando
en la interface perno dentina radicular en la superficie lingual tercio cervical y en la
interface dentina radicular cresta ósea con valores entre 44,216 y 70.746 MPa.
64
Figura 29. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm) Ciclos de vida de la restauración
Se observa que en general la restauración tendrá una vida útil entre 389.000 y 1.150.000
ciclos. Lo que es equivalente a un tiempo entre 37 y 109.3 años.
65
Figura 30. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm) Ciclos de vida de la dentina
La disminución de los ciclos de vida de la dentina radicular no es significativa con
respecto al modelo completo, presentando esta un promedio de vida entre 389.000 y
1150.000 ciclos pero se observa una modificación en la grafica que puede interpretarse
como aparición de microgrietas en la dentina entre 1730 y 5120 ciclos. Equivalente a un
periodo entre los 0.16 y los 0.48años.
66
Figura 31. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm) Ciclos de vida del poste de Au-Pd
Presenta idéntica vida útil que la restauración
Se observa que el perno tendrá una vida útil entre 389.000 y 1’150.000 ciclos. Lo que es
equivalente a un tiempo entre 37.7 y 110 años.
67
Figura 32. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm) Ciclos de vida de la porcelana
De acuerdo a la grafica la porcelana presenta entre 3.390.000 y 10.000.000 ciclos de vida.
Lo cual para la modelación es considerado como (vida infinita).
68
Figura 33. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6 mm. (4mm de perdida ósea)
Figura 34. Malla de modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6mm. (4mm de pérdida ósea)
69
Figura 35. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona
y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6 mm. (4mm de pérdida ósea)
Condiciones de contorno y fuerza
Debido a que la modelación requiere interpretar los resultados a partir de modelos
divididos en mitades iguales, la fuerza aplicada al canino mandibular en su superficie
vestibular fue de 110.309 N (la mitad de la fuerza reportada),
Nivel de la cresta ósea a 6 mm de la unión cemento-amelica, con una longitud de perno
dejando 4 mm de endodoncia.
Figura 36. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6 mm. (4mm de pérdida ósea) Esfuerzos de von misses estáticos
70
Figura 37. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6mm. (4mm de pérdida ósea) Detalle de esfuerzos de von misses
En la interface perno-dentina radicular en la superficie lingual, a nivel del tercio cervical
radicular y en la interface dentina radicular- cresta alveolar se encuentran los valores
máximos de esfuerzos bajo carga estática representados entre 184,854 y 211261 MPa
podemos observar que la distribución de esfuerzos en este modelo no se encuentra en un
área tan amplia como en el modelo anterior, sino que está más concentrada en un área
mas pequeña lo cual puede magnificar los esfuerzos.
71
Figura 38. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6 mm. (4mm de pérdida ósea) Esfuerzos alternantes equivalentes (fatiga)
Se observa concentración de esfuerzos alternantes en la raíz, los cuales van aumentando
en la interface perno dentina radicular en la superficie lingual tercio cervical y en la
interface dentina radicular cresta ósea con valores entre 92,427 y 105631 MPa.
72
Figura 39. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6 mm. (4mm de pérdida ósea) Ciclos de vida de la restauración
La restauración presenta en general una vida útil por encima del 1.000.000 de ciclos pero
con un periodo de aparición de grietas más temprano que los modelos anteriores de 2 mm
(altura ósea normal) y de 4 mm (perdida ósea de 2mm) en el área de la dentina a partir de
los 10.000 ciclos lo cual es equivalente a 0.95 años.
73
Figura 40. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6 mm. (4mm de pérdida ósea) Ciclos de vida de la dentina
Se observa una alta probabilidad de aparición de grietas en la raíz a pocos ciclos de
esfuerzo. La zona azul clara es amplia e indica una probabilidad de vida de 10.000 a
100.000 ciclos. Manifestando una durabilidad en años entre o.95 y 9.5 años igual
74
Figura 41. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6 mm. Ciclo de vida del poste
Se observa que el perno tendrá una vida útil entre 1000000 y 10.000000 ciclos. Lo que se
expresa como vida infinita ( 95 – 951 años )
Figura 42. Modelo de canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 6 mm. (4mm de pérdida ósea) Ciclo de vida de la porcelana
75
Se observa comportamiento igual al perno. Teniendo esta una vida útil entre 1000000 y
10.000000 ciclos. Lo que se expresa como vida infinita (95 – 951 años)
Figura 43. Modelo de canino inferior diente natural con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm.(altura osea normal)
Figura 44. Malla de modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. .(altura ósea normal)
76
Figura 45. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 2 mm. .(Altura ósea normal)
Condiciones de contorno y de fuerza
Debido a que la modelación requiere interpretar los resultados a partir de modelos
divididos en mitades iguales, la fuerza aplicada al canino mandibular en su superficie
vestibular fue de 110.309 N (la mitad de la fuerza reportada),
En este caso el modelo es el de un diente natural con todas sus estructuras anatómicas
normales, esmalte, dentina, pulpa, cemento, ligamento periodontal, hueso cortical y
esponjoso con una distancia de 2mm desde la unión cemento amelica hasta la cresta
ósea (altura ósea normal)
Figura 46. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. Esfuerzos de von misses estático
77
Figura 47. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. .(Altura ósea normal)
Detalle de esfuerzos de von misses
En la superficie lingual, en la interfase dentina radicular- cresta ósea alveolar a nivel del
tercio cervical radicular se encuentran los valores máximos de esfuerzos representados
entre 78.226 y 97783 MPa, cuando el modelo es sometido a una fuerza oblicua de
manera estática.
78
Figura 48. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. . (Altura ósea normal) Esfuerzos alternantes equivalentes (fatiga)
Se observa concentración de esfuerzos alternantes en la raíz, los cuales son mayores en
la interface dentina radicular- cresta ósea alveolar con valores entre 39,113 y 48,892 MPa.
79
Figura 49. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. .(Altura ósea normal) Ciclo de vida del diente natural
Según la grafica el diente natural con perdida ósea de 2 mm tiene aproximadamente entre
722.000 y 2’690.000 ciclos de vida útil. Lo que es equivalente a un periodo comprendido
entre 68.8 y 255.8 años reconocido como vida infinita.
80
Figura 50. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta ósea alveolar de 2 mm. (Altura ósea normal) Ciclos de vida de la dentina
La dentina presenta una vida útil idéntica al modelo completo con posibilidad de
microgrietas entre los 52.000 y 194.000 ciclos, lo correspondiente a un periodo entre 4.9 y
18.4 años
81
Figura 51. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm)
Figura 52. Malla de Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA –
Cresta ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm)
82
Figura 53. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm)
Condiciones de contorno y de fuerza
Debido a que la modelación requiere interpretar los resultados a partir de modelos
divididos en mitades iguales, la fuerza aplicada al canino mandibular en su superficie
vestibular fue de 110.309 N (la mitad de la fuerza reportada),
En este caso el modelo es el de un diente natural con todas sus estructuras anatómicas
normales, esmalte, dentina, pulpa, cemento, ligamento periodontal, hueso cortical y
esponjoso con una distancia de 4mm desde la unión cemento amelica hasta la cresta
ósea.(perdida de ósea de 2mm)
Figura 54. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm)
Esfuerzos de von misses estáticos
83
Figura 55. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 4 mm. (Perdida ósea de 2mm)
Detalle de esfuerzos de von misses estáticos
En la superficie lingual, en la interfase dentina radicular- cresta ósea alveolar a nivel del
tercio cervical radicular se encuentran los valores máximos de esfuerzos representados
entre 128.950 y 147.371 MPa, cuando el modelo es sometido a una fuerza oblicua de
manera estática
84
Figura 56. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 4 mm.(perdida ósea de 2mm)
Esfuerzos alternantes equivalentes (fatiga)
Se observa concentración de esfuerzos alternantes en la raíz, los cuales son mayores en
la interface dentina radicular- cresta ósea alveolar con valores entre 64.475 y 73.686 MPa.
85
Figura 57. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 4 mm. . (Perdida ósea de 2mm)
Ciclos de vida de la restauración
En general los ciclos de vida del diente natural con distancia UCA de la cresta osea de 4
mm oscilan entre 100.000 y 1’000.000 de ciclos equivalente a un periodo entre 9.5 y 95
años
86
Figura 58. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 4 mm. . (Perdida ósea de 2mm)
Ciclos de vida de la dentina
La dentina presenta una vida útil idéntica al modelo completo con posibilidades de micro
grietas en la raíz a los 10.000 ciclos de esfuerzo.
87
Figura 59. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 6 mm. (Perdida ósea de 4mm)
Figura 60. Malla de modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA –
Cresta ósea alveolar de 6 mm. (Perdida ósea de 4mm)
88
Figura 61. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 6 mm. (Perdida ósea de 4mm)
Condiciones de contorno y fuerzas
Debido a que la modelación requiere interpretar los resultados a partir de modelos
divididos en mitades iguales, la fuerza aplicada al canino mandibular en su superficie
vestibular fue de 110.309 N (la mitad de la fuerza reportada),
En este caso el modelo es el de un diente natural con todas sus estructuras anatómicas
normales, esmalte, dentina, pulpa, cemento, ligamento periodontal, hueso cortical y
esponjoso con una distancia de 6mm desde la unión cemento amelica hasta la cresta
ósea.(perdida ósea de 4mm)
Figura 62. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 6 mm. (Perdida ósea de 4mm)
Esfuerzos de von misses estáticos
89
Figura 63. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 6 mm. (Perdida ósea de 4mm)
Detalle de esfuerzos de von misses
En la superficie lingual, en la interfase dentina radicular- cresta ósea alveolar a nivel del
tercio cervical radicular se encuentran los valores máximos de esfuerzos representados
entre 147,087 y 205,992 MPa, cuando el modelo es sometido a una fuerza oblicua de
manera estática
90
Figura 64. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 6 mm. (Perdida ósea de 4mm)
Esfuerzos alternantes equivalentes (fatiga)
Se observa concentración de esfuerzos alternantes en la raíz, los cuales son mayores en
la interface dentina radicular- cresta ósea alveolar con valores entre 73.544 y 102.961
MPa.
91
Figura 65. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 6 mm. (Perdida ósea de 4mm)
Ciclos de vida de la restauración
No hay diferencias significativas con el modelo anterior, presentándose una vida útil
cercana o comprendida entre 10.000 y 100.000 de ciclos equivalente a un periodo entre
0.9 y 9.5 años.
92
Figura 66. Modelo de canino inferior diente natural y con distancia UCA – Cresta
ósea alveolar de 6 mm. (Perdida ósea de 4mm)
Ciclos de vida de la dentina
La vida util de la dentina se encuentra entre 10.000 y 100.000 de ciclos equivalente a un
periodo entre 0.9 y 9.5 años. Con una posible aparición de microgrietas a partir de los
10.000 ciclos.
93
6. Discusión
En este estudio se realizó un modelo numérico tridimensional de elementos finitos de un
canino inferior restaurado con endodoncia perno y corona y sus respectivas estructuras
de soporte. El modelo se considero homogéneo, elástico lineal e isotrópico para la
mayoría de los materiales (cerámica, metales, dentina, gutapercha y ligamento
periodontal) excepto el hueso cortical y esponjoso que fueron considerados como
ortotrópicos. (91). Aunque se han realizado varios estudios con FEA en el área
odontológica, algunos son construidos en 2 dimensiones 2D y pocos en 3 dimensiones 3D (3,4,10,11,39,59,69). En los modelos 2D, desde el punto de vista de modelación, es más difícil
reconstruir la anatomía dental de una manera correcta debido a que algunos son
realizados con pocos elementos de forma cúbica, lo que conlleva una simplificación no
real de la anatomía, además de encontrar que están sujetos a mayores deformaciones,
presentan condiciones limites en todas las direcciones y pueden amplificar los esfuerzos
en algunas zonas (56). Los modelos construidos en 3D requieren un mayor número de
elementos diferentes, haciéndolos más complejos, adicionalmente reproducen de mejor
manera al modelo que se quiere evaluar, pueden ser validados para determinar el numero
necesario de elementos que sea confiable, (Método h) lo que posibilita un análisis de
esfuerzos y deformaciones más detallado. (92).
Se decidió modelar un canino inferior por su anatomía, longitud y forma radicular, su
posición estratégica dentro del arco y debido a que recibe una fuerza oclusal con una
componente oblicua, además, es un pilar importante cuando se realiza prótesis parcial
fija. Para determinar el punto de aplicación de la carga en el modelo, se considero el
punto de contacto del canino inferior con su antagonista, en una oclusión clase I de Angle,
mutuamente protegida, la carga oblicua fue aplicada a 1.5 mm de la cúspide con un
ángulo de 45° en la superficie bucal. La fuerza fue distribuida en un área de 15 nodos
respectivamente aplicando el principio de Saint Benant para evitar errores por
concentración de esfuerzos en el punto de aplicación de la carga, otros estudios no
aplican este principio (4,11). Adicionalmente, se considero la magnitud de esta 22.5 Kgf
(220.5N), basados en el estudio de Nishigawa et all, en donde el promedio de episodios
de bruxismo por hora fue 3.6 y el promedio de duración de cada evento fue 7.1 seg, de
94
esta manera se estableció matemáticamente el numero de ciclos con los cuales es
posible expresar el promedio de vida útil de cada uno de los materiales en años (80).
3.6 (numero de eventos / Hora) X 8 (horas de sueño) = 28.8 eventos por noche
28.8 (Numero de eventos noche) X 365 (noches de un año) = 10512 evento / año.
Hay que considerar que estas cifras son asumidas de una investigación previa, con
parámetros de inclusión que seguramente no cobijan a todos los pacientes bruxomanos y
que por lo mismo no todos los pacientes que bruxan tienen igual comportamiento. Es por
esto que las conclusiones extraídas de esta investigación no pueden extrapolarse
igualmente a la clínica.
En el modelo, se aplico un lapso de 2 seg de, entre un evento de bruxismo y otro, lo que
demostró inicialmente que entre ciclo y ciclo se presentaba una recuperación elástica
completa de las estructuras, mostrando un comportamiento lineal, en el cual nunca se iba
a observar una curva de descenso que nos indicara que alguna estructura modelada,
presentara a través del tiempo una vida útil mas corta. Finalmente, se decidió evaluar la
falla de las estructuras no por acumulación de esfuerzos, sino por fatiga.
Este estudio modelo tres caninos mandibulares cada uno con una altura ósea diferente
(distancia entre unión cemento amelica –cresta ósea alveolar) 2mm, 4mm y 6mm, con las
propiedades de materiales correspondientes para un diente rehabilitado con endodoncia,
perno colado en oro-paladio y corona metal porcelana, en ninguno de los modelos se
presentaron cambios en las propiedades de los materiales lo que facilito la geometría de
cada uno de ellos, y como se menciono anteriormente lo único que cambia es la altura de
la cresta ósea.
En el momento de interpretar los resultados estos fueron analizados sobre un corte sagital
(eje Y), porque se asocia a una condición de carga en donde existe una flexión de la
estructura causada por la dirección de la fuerza.
Cada una de las gráficas analizadas permitió observar el comportamiento de las
diferentes interfases (perno/dentina y dentina/hueso) consideradas de importancia cuando
95
se evalúa la cantidad de esfuerzos, que pueden llevar a la falla de una estructura al
cargarla de manera cíclica. Este tipo de comportamiento en una estructura dental se
denomina fractura por fatiga dinámica.
Las propiedades mecánicas asignadas a cada elemento que forma el modelo numérico
fueron obtenidas después de realizar una extensa búsqueda bibliográfica de diferentes
fuentes (68, 90,91) Las propiedades utilizadas fueron modulo de Poison, Modulo de
Elasticidad, limite Elástico y resistencia a la Fatiga. Los datos de esta última, para la
pulpa, el ligamento peridontal y la gutapercha no fue posible encontrados en la literatura y
ante la falta de estos se considero el límite elástico como valor de referencia para la
resistencia a la fatiga. Es importante recalcar que estos materiales mencionados
anteriormente son muy elásticos y su comportamiento poco influiría en los resultados
obtenidos.
Análisis de esfuerzos estáticos (von misses) y esfuerzos alternantes (fatiga)
De manera general se observo que para las condiciones de carga dadas en esta
investigación, los valores máximos de esfuerzos para los tres modelos de caninos
mandibulares, rehabilitados con diferentes alturas óseas, se encontraron en dos
interfases, ambas en el aspecto lingual, la primera de ellas entre el perno metálico y la
dentina radicular a la altura del tercio cervical radicular y la segunda entre la dentina
radicular y la cresta ósea alveolar. En ambas interfaces, la acumulación de esfuerzos se
encontró dentro del mismo rango, cuando fueron evaluados los esfuerzos Von Misess
(estático) y esfuerzos alternantes (Fatiga). Para los modelos de diente natural con
diferentes alturas óseas, los valores máximos de esfuerzos se encontraron en el aspecto
lingual radicular, solo en la interface dentina/hueso, siempre a la altura de la cresta ósea
alveolar.
Al analizar el comportamiento de los esfuerzos en los modelos de caninos restaurados y
comparándolos entre sus diferentes alturas óseas, encontramos, que a medida que la
altura de la cresta ósea alveolar disminuye, partiendo de una situación normal o de salud
(2mm desde la UCA hasta la cresta ósea alveolar), la concentración de esfuerzos
máximos, va aumentando en la interface perno/dentina y dentina/cresta ósea alveolar.
96
Analizando cada modelo de diente restaurado, con su respectiva altura ósea, se pudo
observar, que para el modelo de altura ósea normal (distancia UCA cresta ósea alveolar
de 2mm), los esfuerzos se concentran en la interface perno/dentina a nivel del tercio
cervical radicular y tercio cervical coronal y que a medida de que nos dirigimos en una
dirección al eje central del perno, los esfuerzos se hacen menores y se distribuyen en un
área de superficie mayor. En la interface dentina/cresta ósea, los esfuerzos máximos se
encuentran en una región muy localizada y a medida que se disminuyen estos se
distribuyen sobre mayor área. Para los modelos de 2mm y 4mm de perdida ósea
(distancia UCA cresta ósea alveolar de 4 y 6mm respectivamente) se encuentra una
mayor magnitud de los esfuerzos y una ubicación en menor área lo cual puede sugerir
que estos modelos podrían fallar más fácilmente por concentración de esfuerzos en áreas
más pequeñas.
Comparación entre modelo de canino restaurado y modelo de diente natural
Al analizar el comportamiento de los esfuerzos en los modelos de caninos restaurados y
comparándolo con los modelos de diente natural se resalta la presencia de dos interfases
(perno/dentina y dentina/hueso) en el grupo restaurado, lo que se pudo interpretar como
la aparición de micro grietas en dos puntos sobre la dentina donde es posible que se dé
se produzca una fractura radicular ya que la presencia de un perno con un modulo
elástico mayor que la dentina, permite la concentración de esfuerzos en la dentina. Esto
está de acuerdo con lo encontrado en la investigación de Assif y bitenski. (58) Controversia
al respecto se ha encontrado en la literatura en donde por medio en donde por medio de
FEM 2D axisimetrico (100) se encontró que con el aumento del modulo elástico del material
del poste se disminuyen los esfuerzos generados en la raíz. Adicionalmente la pérdida de
estructura dental ocasionada por el acceso al conducto, el tratamiento endodontico y la
preparación del perno puede propiciar la aparición de fracturas en la dentina. Este estudio
está de acuerdo con lo encontrado en la investigación de aquilino y Leary(45) en donde
asocian la perdida de estructura dental con la disminución del modulo elástico de la
dentina remanente y las fracturas radiculares. En otras investigaciones se encuentra que
la concentración de esfuerzos se asocia con la altura óseas (16) propiciando fracturas
radiculares más apicales; Lo anterior corrobora los resultados obtenidos en la presente
97
investigación. Se sabe por lo visto en la clínica que fracturas radiculares en dientes con
soporte óseo disminuido pueden ocasionar fallas catastróficas que en muchas ocasiones
ameritan la extracción del diente.
En estudios con análisis de elementos finitos como el de Pegoreti (68), se encontró que los
esfuerzos máximos se encuentran en la interface perno/dentina lo que está de acuerdo
con los hallazgos de esta investigación.
Otros estudios como el de Ricks (69) han encontrado que los esfuerzos mayores se ubican
en el tercio medio y coronal de la raíz lo cual está de acuerdo con los hallazgos de esta
investigación.
En el grupo de diente natural los esfuerzo fueron más homogéneo a lo largo del eje axial
del diente, demarcando solo la interfase dentina/hueso como la región donde mayor
concentración de esfuerzos hubo, sin embargo, todos los valores estuvieron por debajo de
los registrados en los modelos de dientes restaurados.
Ciclo de vida de las estructuras
Para los modelos de caninos restaurados con sus diferentes alturas óseas, se pudo
determinar el ciclo de vida o promedio de vida útil para la restauración en general y de
manera independiente, para la dentina, el perno metálico y la porcelana.
El promedio de vida de las diferentes restauraciones esta en relación directa con las
diferentes alturas óseas tanto en los modelos de canino restaurados como en los modelos
de diente natural. Pero al comparar ambos grupos se observo que a partir de los 2mm de
perdida ósea (distancia UCA-cresta osea 4mm y 6mm), existe un comportamiento muy
similar en donde la aparición de grietas ocurre de forma muy temprana en la dentina,
entre 1730 y 5120 ciclos para el modelo de canino restaurado con perdida ósea de 2mm y
de manera inmediata para su homologo de diente natural. Y en los modelo de perdida
ósea de 4mm (6mm de distancia entre UCA y cresta ósea), la aparición de grietas fue de
manera inmediata y mostrando una vida útil de la restauración y de la dentina igual entre
100000 y 1.000.000. Este comportamiento de la distribución de esfuerzos nos lleva a
pensar entonces, que no es el hecho de que exista una restauración el factor más crítico
98
para determinar la longevidad de las estructuras, sino la implicación que tienen las fuerzas
sobre las estructuras a medida que se va perdiendo soporte periodontal.
Estos resultados corroboran los encontrados por Reinhardth y col en su análisis de
elementos finitos bidimensional, cuando evaluaron la distribución de esfuerzos en la
dentina de dientes con pernos y soporte óseo disminuido y encontraron que la magnitud
del esfuerzo principal estaba en la dentina cerca de la superficie externa de la raíz y que
aumentaba con el desplazamiento apical del hueso alveolar de soporte sugiriendo
entonces que las fracturas radiculares pueden ocurrir en un punto más apical en dientes
con soporte disminuido que en los dientes con altura ósea normal.
99
7. Conclusiones
• La máxima magnitud de los esfuerzos en los modelos restauraros se encontró en
la superficie lingual interface Perno/dentina radicular, tercio cervical radicular y en
la interface dentina/cresta ósea alveolar.
• La máxima magnitud de los esfuerzos en los modelos de diente natural, se
encontró en la superficie lingual interface dentina/cresta ósea alveolar
• A medida que se va disminuyendo la altura ósea, los esfuerzos para ambos
modelos (restaurados y diente natural) se hacen cada vez mayores y se
distribuyen sobre un área de superficie menor.
• Existe una relación directa entre el tiempo de vida de las estructuras y el aumento
de la perdida ósea.
• El modelo de diente natural sin perdida ósea (distancia 2mm UCA cresta ósea)
presento el mayor promedio de vida útil.
• Debido a sus propiedades estructurales fue la dentina en todos los modelos la que
presento de manera más temprana la formación de grietas que podrían llevar a
producirse una fractura.
• Al comparar los modelos de caninos restaurados y diente natural con perdida ósea
de 2mm y 4mm se encontró que el promedio de vida útil de las estructuras y
restauración en general fue muy similar, demostrándose de esta manera que es la
perdida ósea el factor más crítico al determinar el tiempo de vida de las estructuras
y no el hecho de que un diente este restaurado con endodoncia perno y corona
bajo condiciones ideales.
100
8. Recomendaciones para estudios futuros
.
• Evaluar la distribución de esfuerzos en un diente restaurado con postes
prefabricados en diferentes materiales y bajo cargas parafuncionales.
101
6. BIBLIOGRAFIA
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