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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.58.2018.tde-26022018-151403
Documento
Autor
Nome completo
Carolina Delmondes Freitas Dantas
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2016
Orientador
Banca examinadora
Souza, Sergio Luis Scombatti de (Presidente)
Reis, Andréa Candido dos
Shibli, Jamil Awad
Vieira, Eduardo Hochuli
Título em português
Avaliação  da estabilidade primária de diferentes implantes, por meio de ensaios biomecânicos, análises radiográficas, tomográficas, histomorfométricas. Estudo in vitro
Palavras-chave em português
Densidade óssea ; Ensaio biomecânico ; Estabilidade primária do implante ; Histomorfometria ; Macro-estrutura do implante ; Tomografia computadorizada
Resumo em português
A estabilidade primária, após a instalação do implante, é uma condição essencial para a aplicação de carga imediata, situação clínica cada vez mais desejada por profissionais e pacientes. O presente estudo tem como objetivo avaliar a estabilidade primária de cinco diferentes implantes instalados em bases ósseas padronizadas de osso suíno e blocos de poliuretano (modelos in vitro), por meio de ensaios biomecânicos e análise de imagens (microtomográficas e histomorfométricas). Para certificação e padronização dos cilindros de osso suíno, foram realizadas tomadas radiográficas digitais, determinando cilindros ósseos de alta e baixa densidades. Após a certificação, foram feitas microtomografias computadorizadas dos cilindros ósseos para análise tridimensional de imagens prévia à instalação dos implantes, avaliando os seguintes parâmetros: Densidade Óssea Tridimensional (BV/TV); Separação Trabecular (Tb.Sp); Porcentagem de Poros Abertos (Po.Op); Porcentagem de Poros Fechados (Po.Cl) e Porcentagem de Porosidade Total (Po.Tot). Esses parâmetros foram avaliados em quatro níveis ósseos (N1 interno às roscas do implante a ser instalado; N2 adjacente ao final das roscas até 0,5 mm destas; N3 distante 0,5 mm a 1,5 mm do final das roscas; N4 área óssea de 0 a 0,5mm da apical do implante). Depois disso, foram selecionados 50 implantes de 5 diferentes modelos, divididos em 5 grupos com 10 implantes cada: Grupo 1 (G1): implantes Xive Plus inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5); Grupo 2 (G2): implantes Ankylos inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5); Grupo 3 (G3): implantes Bone Level inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5); Grupo 4 (G4): implantes AlvimCM inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5); Grupo 5 (G5): implantes DriveCM inseridos em cilindros ósseos de alta (n=5) e de baixa densidades (n=5). A instalação de todos implantes seguiu o protocolo recomendado pelos fabricantes, sendo realizada a medida do torque de inserção (IT) e logo após a análise de Coeficiente de Estabilidade do Implante - ISQ (avaliação por Frequência de ressonância - RFA). Após a instalação dos implantes nos cilindros ósseos, estes foram submetidos a nova análise tridimensional com os mesmos parâmetros e níveis ósseos. Para as análises nos blocos de poliuretano, foram seccionados 50 blocos de alta e baixa densidade (D1 e D3, respectivamente), e inseridos 50 implantes individualmente nos blocos, utilizando 10 de cada e divididos em 5 grupos: Grupo 6 (G6): implantes Xive Plus inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5); Grupo 7 (G7): implantes Ankylos inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5); Grupo 8 (G8): implantes Bone Level inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5); Grupo 9 (G9): implantes AlvimCM inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5); Grupo 9 (G9): implantes DriveCM inseridos em blocos de poliuretano de alta densidade - D1 (n=5) e de baixa densidade - D3 (n=5). Após a inserção dos implantes, estes também foram analisados com relação ao torque de inserção, frequência de ressonância e através do ensaio de arrancamento. Os ensaios biomecânicos mostraram que os implantes instalados no G4 (AlvimCM) e G5 (DriveCM) tiveram maior valores de IT e de RFA em ambas as bases ósseas suínas. Nos blocos de poliuretano, tiveram resultados semelhantes entre as bases ósseas para quase todos os implantes nos testes IT e RFA, havendo um maior valor no ensaio de arrancamento para os implantes Bone Level (G8). Os resultados para todas os parâmetros avaliados por MicroCT mostraram que as diferenças dos valores pós e pré-inserção dos implantes revelaram significância estatística principalmente para G4 e G5 em relação aos outros grupos. A análise histomorfométrica mostrou maiores valores de compactação óssea e de Contato Osso-Implante (BIC) para G2, G4 e G5. Para todas as análises de imagem foi observada uma tendência de maior compactação nos N1, N2 e N4; no N3 não houve um aumento significativo da condensação óssea pós-inserção do implante. Concluiu-se que os implantes AlvimCM e DriveCM mostraram melhores resultados nos testes biomecânicos e em relação ao aumento da densidade óssea ao redor do implante, avaliada pelos métodos de imagem, e que estes resultados estiveram correlacionados à estabilidade primária exibida pós-inserção. Os resultados histomorfométricos confirmaram os resultados obtidos pela análise microtomográfica, demonstrando assim a validade do método 3D de análise por imagem.
Título em inglês
Evaluation of primary implant stability by biomechanical testing, radiographic, CT, histomorphometric analysis. In vitro study
Palavras-chave em inglês
Biomechanical test ; Bone density ; Computed tomography histomorphomet histomorphometry ; Macro-structure of the implants
Resumo em inglês
The primary stability, after implant installation, is an essential condition for the application of immediate loading, clinical situation increasingly desired by professionals and patients. The present study has the objective of evaluating the primary stability of five different implants installed in standard bone bases of swine bone and polyurethane blocks (in vitro models), through biomechanical tests and image analysis (microtomographic and histomorphometric). For the certification and standardization of the swine bone cylinders, digital radiographs were taken, determining bone cylinders of high and low density. After the certification, computerized microtomographies of the bone cylinders were performed for three-dimensional analysis of images prior to implant installation, evaluating the following parameters: Three-dimensional Bone Density (BV / TV); Trabecular Separation (Tb.Sp); Percent of Open Pore (Po.Op); Percent of Closed Pores (Po.Cl) and Percentage of Total Porosity (Po.Tot). These parameters were evaluated in four bone levels (N1 - internal to the threads of the implant to be installed, N2 - adjacent to the end of the threads up to 0.5 mm of these, N3 - distant 0.5 mm to 1.5 mm from the end of the threads ; N4 - bone area 0 to 0.5 mm from the apical of the implant). After that, 50 implants of 5 different models were divided into 5 groups with 10 implants each: Group 1 (G1): Xive Plus implants inserted into high (n = 5) and low density (n = 5) ; Group 2 (G2): Ankylos implants inserted into high (n = 5) and low density (n = 5) bone cylinders; Group 3 (G3): Bone Level implants inserted into bone cylinders of high (n = 5) and low density (n = 5); Group 4 (G4): AlvimCM implants inserted into high (n = 5) and low density (n = 5) bone cylinders; Group 5 (G5): DriveCM implants inserted into high (n = 5) and low density (n = 5) bone cylinders. The implantation of all implants followed the protocol recommended by the manufacturers, and the measurement of the insertion torque (IT) and soon after the analysis of Implantation Stability Coefficient (ISQ (evaluation by Frequency of Resonance - RFA)). After the implants were installed in the bone cylinders, they were submitted to a new three-dimensional analysis with the same parameters and bone levels. 50 blocks of high and low density (D1 and D3, respectively), and 50 implants were inserted individually into the blocks, using 10 of each and divided into 5 groups: Group 6 (G6): implants Xive Plus inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5); Group 7 (G7): Ankylos implants inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5); Group 8 (G8): Bone Level implants inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5); Group 9 (G9): AlvimCM implants inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5); Group 9 (G9): DriveCM implants inserted in blocks of high density polyurethane - D1 (n = 5) and low density - D3 (n = 5). After insertion of the implants, these were also analyzed with respect to the insertion torque, resonance frequency and through the pullout test. The biomechanical tests showed that the implants installed in G4 (AlvimCM) and G5 (DriveCM) had higher IT and RFA values in both porcine bone bases. In the polyurethane blocks, similar results were found between the bone bases for almost all implants in the IT and RFA tests, with a higher value in the pullout test for Bone Level (G8) implants. The results for all the parameters evaluated by MicroCT showed that the differences in the post-insertion and pre-insertion values of the implants revealed statistical significance mainly for G4 and G5 in relation to the other groups. The histomorphometric analysis showed higher Bone Compaction and Bone Implant (BIC) compaction values for G2, G4 and G5. For all the image analyzes a tendency of greater compaction was observed in N1, N2 and N4; in N3 there was no significant increase in bone post-insertion implant condensation. It was concluded that the AlvimCM and DriveCM implants showed better results in the biomechanical tests and in relation to the increase of the bone density around the implant, evaluated by the imaging methods, and that these results were correlated to the primary stability exhibited post-insertion. The histomorphometric results confirmed the results obtained by the microtomographic analysis, thus demonstrating the validity of the 3D image analysis method.
 
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Data de Publicação
2018-11-07
 
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