SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DE ESTRUTURAS TRABECULARES DA MANDÍBULA EM FUNÇÃO DA CARGA DE IMPLANTES

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Aluno de Iniciação Científica: Leonardo Batistella Favretto (PIBIC/UFPR-TN)

Curso: Engenharia Mecânica (N)

Orientador: Marco André Argenta

Colaborador: Claudia Slongo

Departamento: Construção Civil

Setor: Setor de Tecnologia

Área de Conhecimento: 30000009


RESUMO

A análise favorável a geometrias complexas é o principal impulsionador da aplicação do método dos elementos finitos em estudos biomecânicos (MIDDLETON, et. al., 1990). Desde 1973, o modelo é utilizado na pesquisa ortodôntica, através do qual pode-se estudar as respostas aplicadas pelos aparelhos dentários no tecido ósseo da face humana. (HUANG, et. Al., 2011). Sabe-se que as forças ortodônticas no sistema dentário remetem a remodelagem do osso alveolar – provocando uma série de respostas complexas na interface do ligamento periodontal caracterizada como movimentação ortodôntica do dente (Marangalou, Ghalichi and Mirzakouchaki, 2009). Pensando em analisar estes fatores, o estudo foi construído em modelos tridimensionais a partir de tomografias computadorizadas através do software de reconstrução virtual SIMPLEWARE (Simpleware, United Kingdom). A construção do modelo também conta com os softwares MESHLAB (ISTI – CNR, Italy), para determinar a malha de elementos finitos implantada, e ANSYS (Ansys, United States) no qual definidas as condições de contorno e de cargas, além das propriedades mecânicas aproximadas ao do tecido ósseo humano. As tomografias provém da mandíbula de um paciente de 16 anos que possui um mini-implante feito de titânio, da qual modelou-se a parte direita do órgão bucal. Condições de contorno aplicadas no plano de corte e na junção temporomandibular impedem o deslocamento, respeitando a simetria e o comportamento do modelo conforme a prática. Os dois modelos foram simulados separadamente e, através do software ANSYS, puderam-se obter as tensões principais e as deformações principais do osso cortical, do primeiro molar e do segundo incisivo. A pesquisa realizada foca na comparação da distribuição de tensões e deformações em dois modelos distintos: um com uma simplificação em um dente único, contendo ou não um implante; e outro com múltiplos dentes, também com e sem implante. O trabalho até o momento determinou que, comparando-se o efeito de forças oclusais, não há diferença significativa entre os dois modelos, podendo-se utilizar o modelo de dente único. A sequência do projeto tratará de análise das tensões obtidas através de forças provocadas por mini-implantes, no mesmo modelo computacional tridimensional, considerando-se três miniparafusos e uma miniplaca (em formato de "L"), feitos de titânio, localizados na parte direita externa da mandíbula.

Palavras-chave: Modelagem, Estrutura, Óssea