2014 | V11N4 | Páginas: 444-50

Efeito de diferentes níveis de torques na resistência ao destorque do parafuso e dos pilares de duas peças em junções cone-morse. Estudo in vitro

The effect of different torque levels on detorque resistance of a two-piece, cone Morse abutment and screw. An in vitro study.

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Autor(es):

Rodrigo Corral González1
Roberto Hideo Shimizu2
Caio Hermann3
Ivete Aparecida de Mattias Sartori4

1Aluno do Mestrado em Implantodontia – Instituto Latino Americano de Pesquisa e Ensino Odontológico (Ilapeo), Curitiba-PR; Especialista em Prótese Dental – APCD Bauru; Especialista em DTM e Dor Orofacial – CFO.
2Professor do Programa de Mestrado – Ilapeo; Mestre e doutor em Ortodontia – Faculdade de Odontologia de Araraquara, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp).
3Professor do Programa de Mestrado – Ilapeo; Mestre e doutor em Prótese Dental – Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
4Coordenadora do Programa de Mestrado – Ilapeo; Mestre e doutora em Reabilitação Oral – USP Ribeirão Preto.

Resumo:

Objetivos: determinar se a quantidade da pré-carga influencia a resistência ao destorque do parafuso e pilar de duas peças com junção cone-morse indexada. Material e métodos: foram utilizados 60 análogos de implantes conexão tipo cone-morse de 11,5º com indexador hexagonal e 60 munhões universal cone-morse parafuso passante (4,5 mm de diâmetro, 2,5 mm de altura cinta de transmucoso e 4 mm de altura, não indexados), divididos em três grupos segundo o torque aplicado: 15 Ncm (G1); 20 Ncm (G2) e 25 Ncm (G3). A análise de variância fator único (Anova) e o teste LSD foram usados para as comparações entre os grupos (nível de significância 5%). Imagens em MEV foram realizadas na cabeça do parafuso e na chave de aplicação de torque. Resultados: os valores médios para os destorques dos parafusos foram: G1=17,48 Ncm, G2=21,16 Ncm e G3=26,42 Ncm, com diferenças estatisticamente significativas (p < 0,001) entre todos os grupos. Os valores médios para os destorques nos pilares foram: G1=15,17 Ncm, G2=19,58 Ncm e G3=21,64 Ncm, sendo (G1 e G2) e (G1 e G3) (p < 0,001); e G2 e G3 (p=0,02). Conclusão: 1) o aumento do torque no parafuso gerou valor médio aumentado do destorque em todos os grupos; 2) o aumento do torque gerou valor médio de destorque equivalente ao torque inicial dado para o G1 e G2, sendo este aumento menor no G3; 3) torques maiores do que os indicados pelo fabricante foram capazes de promover a deformação plástica na cabeça do parafuso após apertos repetidos. 

Unitermos:

Parafuso do pilar cone morse; torque; implante dentário; biomecânica.

Abstract:

Objectives: to determine whether the applied preload influences on detorque resistance of abutment and abutment screw of a two-piece, indexed cone-morse taper connection. Material and methods: Sixty implant analogs (cone-morse taper=11,5 degrees) with internal hexagonal indexing and sixty cone morse universal abutments (4.5 mm diameter, 2.5 mm collar height, and 4 mm in height, non-indexed), were divided into three groups according to applied torques: 15 Ncm (G1); 20 Ncm (G2), and 25 Ncm (G3). The one-way Anova and LSD tests were used for comparisons among groups (at 5% level). Representative SEM images were obtained from screw heads and key drivers. Results: mean detorque abutment screw values were as follows: G1=17.48 Ncm, G2=21.16 Ncm, and G3=26.42 Ncm, with statistically significant differences (p < 0,001) among all tested groups. Also, the mean detorque abutment levels were: G1=15.17 Ncm, G2=19.58 Ncm, and G3=21.64 Ncm, being (G1 and G2); (G1 and G3) (p < 0.001); and G2 and G3 (p=0.02). Conclusion: 1) an increase on abutment screw torque level
also increases detorque values for all groups; 2) an increase on abutment torque level provided detorque values proportional to that found in G1 and G2, being this lower for G3; 3) torque values higher than those preconized by the manufacturer lead to plastic deformation at screw heads after repeated tightening sequences.

Key words:

Cone morse abutment screw; torque; dental implants; biomechanics.

Introdução

A interface implante-pilar cônico está se tornando mais popular devido à confiabilidade mecânica de retenção que ela proporciona. Consequentemente, a compreensão das propriedades mecânicas da interface cônica, com ou sem um parafuso na parte inferior, tem sido objeto de estudo (FE)1. As conexões internas cônicas surgiram para melhorar as propriedades biomecânicas de conjuntos implante/pilar e diminuir a incidência de falhas mecânicas2, para isso, é importante que exista a tolerância entre as peças de um sistema de implantes3.

No caso das junções cônicas internas, o componente deve apresentar ótima pré-carga e, principalmente, capacidade de resistência ao desaperto de parafuso, ou seja, elevado torque de remoção1, capacidade essa que é promovida pelo efeito cone-morse. O coeficiente friccional e a pré-carga dessas peças devem se manter elevados para manutenção da eficiência do mecanismo de retenção4.1.

A altura do contato, o ângulo do cone, as propriedades dos materiais, o coeficiente de fricção, o diâmetro entre as peças e o raio do implante são os fatores que apresentam influência quando se considera os parâmetros que afetariam o torque de desaperto em implantes tipo cone-morse1. Cálculos realizados para determinar o torque de afrouxamento como um percentual de torque de aperto resultou na faixa de 85-137%, dependendo dos valores do ângulo do cone e do coeficiente de atrito1.

Estudos comparativos têm mostrado que os implantes com conexões internas cônicas têm a força dinâmica e estática superior5-7, e uma resistência superior à do afrouxamento de parafuso8, quando comparados com implantes hexagonais externo. No entanto, é importante conhecer sob quais valores de aperto isso ocorre.

O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de diferentes valores de torque na resistência ao destorque do parafuso e dos pilares de duas peças em junção interna cônica.

Material e Métodos

Este estudo utilizou 60 análogos de implantes 3,75 x 12 mm (Figura 1), conexão tipo cone-morse de 11,5º (Neodent Implante Osseointegrável, Curitiba, Brasil), sendo todos com indexador hexagonal.

A base dos corpos-de-prova foi confeccionada tendo a parte interna igual à dos implantes comercializados, assim como a mesma liga (Titânio grau IV), porém, em comprimento especial que permitisse a fixação na máquina para os testes (Figuras 1).

Foram utilizados 60 munhões universal cone-morse parafuso passante (Neodent Implante Osseointegrável, Curitiba, Brasil), um pilar de dois componentes com um parafuso passante, e dimensões de 4,5 mm de diâmetro, 2,5 mm de cinta de transmucoso e 4 mm de altura, sem indexador (Figura 2).

As amostras foram divididas em três grupos:

- Grupo 1 (G1) – controle: 20 análogos cone-morse com indexador hexagonal e torque de 15 Ncm.

- Grupo 2 (G2) – experimental: 20 análogos cone-morse com indexador hexagonal e torque de 20 Ncm.

- Grupo 3 (G3) – experimental: 20 análogos cone-morse com indexador hexagonal e torque de 25 Ncm.

Cada conjunto pilar/implante foi encaixado manualmente e recebeu o primeiro aperto digital com a chave 0,9 mm somente para o encaixe das peças. O conjunto foi preso em uma morsa pela parte mais apical, para que o ponto de estabilização ficasse distante da área cônica indexada e garantisse a integridade da parte interna da amostra, evitando interferir nos resultados. Verificada a estabilidade do conjunto pilar/base de prova na morsa após o aperto final, foi feito o encaixe da chave hexagonal 0,9 mm no parafuso do pilar e aplicados os torques de 10 Ncm em todos os grupos com a catraca protética, somente para que houvesse um embricamento inicial que oferecesse resistência e estabilidade para o manuseio posterior do torquímetro digital eletrônico.

O aparelho de torque eletrônico foi configurado antes de cada utilização até que no seu visor aparecesse o número zero e a unidade de medida em Ncm. Na ponta do torquímetro eletrônico foi instalada a chave hexagonal 0,9 mm, previamente encaixada na chave digital. Posteriormente, com o auxílio do torquímetro (Torque Meter Lutron TQ-8800), o G1 recebeu torque final de 15 Ncm, G2 de 20 Ncm e G3 de 25 Ncm (Figuras 3).

O aparelho de torque eletrônico aumentava a carga (Ncm) à medida que recebia o giro no sentido horário, sendo fácil seu manuseio e controle do torque requerido através do painel eletrônico, ficando os grupos 100% calibrados com os referidos torques sem necessidade de repetição. Após os torques dados pelo torquímetro eletrônico, cada grupo foi separado e encaminhado para a máquina de ensaio de destorque do parafuso. Para o destorque do parafuso e aferição da quantidade de força em Ncm, o corpo-de-prova foi posicionado na base de um equipamento de aplicação de torque/destorque (Figura 4).

Após o encaixe do corpo-de-prova na parte fixa, a chave hexagonal foi posicionada na parte que iria realizar a rotação no sentido anti-horário, mantendo-se uma distância de segurança da base da chave com a extremidade do suporte, para que a mesma pudesse se mover no sentido horizontal (Figura 5) à medida que o parafuso ia sendo removido durante o teste de destorque, evitando assim um possível embricamento entre as roscas dos componentes e possíveis influências na medida final do teste.

Sendo realizado o teste de destorque do parafuso passante nos três grupos propostos, foram obtidos valores em cada teste correspondentes à força em Ncm para realizar o destorque do parafuso. A partir do momento que se iniciava o teste, a máquina já fornecia o valor necessário para deslocar o parafuso, sendo a velocidade de rotação no sentido anti-horário da máquina constante de 5 RPM.

Para o teste de destorque do pilar, as 60 amostras (pilar e a base de corpo-de-prova) tiveram o parafuso afrouxado com o auxílio do torquímetro protético e da chave 0,9 mm, sendo que para cada grupo foi utilizada a chave específica previamente separada.

A partir do momento que se iniciava o teste, a máquina já fornecia o valor do ângulo percorrido para realizar o deslocamento entre o pilar e a base do corpo-de-prova, e o torque necessário para deslocar o pilar. A velocidade de rotação era constante de 5 RPM, Figura 6b.

Após os ensaios terem sido realizados nos três grupos, teste de destorque do parafuso e teste de destorque do pilar, uma chave hexagonal 0,9 mm e um pilar de duas peças previamente identificados e separados de cada grupo foram processados na máquina de ultrassom, com adição de tensoativos para que as superficíes a serem analizadas pelo MEV estivessem limpas.

Foram realizadas imagens pelo MEV da cabeça do parafuso passante (seis em cada grupo) e da chave 0,9 mm, antes e após os testes descritos nos três grupos estudados. Cada chave 0,9 mm realizou 60 apertos/desapertos. Cada parafuso sofreu três apertos/desapertos, conforme o torque programado para cada grupo.

O teste de Kolmogorov-Smirnov foi aplicado para verificar a normalidade dos grupos. A comparação entre os grupos foi realizada com os testes Anova fator único, seguido do teste LSD para comparações múltiplas. Todos os testes foram realizados com nível de significância 5% e com o auxílio de um programa adequado (Statistica 8.0).

Resultados

Destorque no parafuso

A Tabela 1 apresenta a média, mediana, valores máximo e mínimo de destorque do parafuso em cada grupo. Os resultados obtidos indicaram diferença significativa entre os grupos G1 e G2 (p < 0,001), entre os grupos G1 e G3 (p < 0,001), e entre os grupos G2 e G3 (p < 0,001).

TABELA 1 – VALORES DE DESTORQUE DOS PARAFUSOS (EM NCM)

Grupo Torque
aplicado
Destorque
Média Mediana Mínimo Máximo DP
G1 15 17,48 17,79 13,55 20,11 1,58
G2 20 21,16 21,08 17,36 24,34 2,05
G3 25 26,42 26,22 20,54 31,00 2,97

Destorque no pilar

A Tabela 2 apresenta a média, mediana, valores máximo e mínimo de destorque do pilar em cada grupo Os resultados obtidos indicam que existe diferença significativa entre os grupos G1 e G2 (p < 0,001), entre os grupos G1 e G3 (p < 0,001), e entre os grupos G2 e G3 (p=0,020).

Discussão

TABELA 2 – VALORES DE DESTORQUE NO PILAR (EM NCM)

Grupo Torque
aplicado
Destorque
Média Mediana Mínimo Máximo DP
G1 15 15,17 14,99 12,37 18,28 1,70
G2 20 19,58 19,22 14,04 27,65 3,37
G3 25 21,64 21,77 16,72 28,96 2,80

A escolha do pilar protético cone-morse de duas peças se deve pela sua grande indicação em áreas estéticas, através dos componentes que exigem personalizações cervicais e regiões onde se utilizam componentes angulados, todos com parafuso passante.

Todos os 60 pilares não possuíam indexador na porção apical, para que fosse avaliado somente o efeito do atrito entre as superfícies cônicas, sem influência do indexador. Desta forma, pôde-se avaliar a influência da área da superfície cônica e do torque/destorque nos conjuntos pilar/implante.

O settling effect é a principal causa para o afrouxamento do parafuso, e ocorre por microroughness entre o implante e a superfície de metal do pilar9-10. O mecanismo que leva aos efeitos do assentamento se baseia no fato de que nenhuma superfície é completamente lisa. O settling effect ocorre como manchas ásperas que são achatadas sob carga, pois elas são o único contato entre as superfícies quando o torque de aperto inicial é aplicado. O desgaste das áreas de contato traz as duas superfícies mais próximas, quando o settling effect é maior do que o alongamento elástico do parafuso, e forças de fixação para manter o parafuso no lugar já não existem entre as superfícies10. A tolerância entre as peças tem direta influência na quantidade da área de contato entre as superfícies11.

A extensão do settling effect depende da rugosidade superficial inicial, dureza da superfície, magnitude do torque de aperto e de forças de carregamento. Esse efeito causa dois tipos de problemas clínicos na prótese sobreimplante. O primeiro ocorre no processo de fabricação das próteses dos implantes, e o segundo é o afrouxamento do parafuso, que é gerado sob uma carga funcional na cavidade oral12.

Um estudo mostrou que a área de contato entre as peças seria mais determinante para manutenção do parafuso do que o tipo de parafuso utilizado13. Apesar disso, estudos têm mostrado que a manutenção da pré-carga de um parafuso de retenção não dependeria só do tipo da interface, mas também de características, como a tolerância entre as peças e o tipo do parafuso14-15. Considerando que quanto maior o contato maior seria a estabilidade, implantes dentários com junções internas e maior superfície em contato foram desenvolvidos como outra opção para reduzir os indíces de desaperto de parafusos, devido à maior área de contato pilar/implante1,16-18,20 que, além disso, facilitaria o procedimento restaurador21.

Independente do tipo e da tolerância entre as peças que compõem a interface pilar/implante, o parafuso e o nível de torque empregado teriam um importante papel na estabilidade da junção frente a cargas cíclicas22. Quanto maior o torque aplicado sobre o parafuso de retenção do intermediário, menor a micromovimentação entre as peças23. A função do parafuso seria criar uma força de união entre as partes, suficiente para evitar desaperto frente a vibrações, impactos ou cargas cíclicas externas24.

A interface cônica de pilares cone-morse protege o parafuso do intermediário de cargas externas, independente dele ser em uma ou em duas peças25. Intermediários cônicos internos apresentam valores de resistência mecânica maiores do que implantes de hexágono externo, mostrando que o tipo de interface pilar/implante está diretamente relacionado com a resistência do parafuso5.

Na cavidade oral, os pilares são apertados nos implantes com um torque variando de 15 Ncm a 35 Ncm, dependendo do fabricante. Sistemas de implantes com conexão externa têm um ligeiro assentamento do pilar durante o aperto, devido à plataforma superior plana. No entanto, para implantes com conexão cônica interna, uma certa quantidade de assentamento ocorre durante o aperto. Se o assentamento do pilar nos implantes muda com o torque aplicado, a posição axial do pilar pode diferir no modelo mestre e na cavidade oral. Se diferentes torques de aperto forem aplicados em cada etapa, as discrepâncias nas posições do pilar poderiam levar à perda de ajuste passivo e à distorção da superestrutura12. Na conexão cônica interna, com o aumento do torque de aperto, o comprimento de um parafuso vai aumentar pelo efeito de cunha do pilar6. No uso de pilares de duas peças em conexões cônicas internas onde há falta de um stop vertical definido para o pilar, o settling effect do pilar ocorre quando uma longa força funcional ocorre na cavidade oral. Isto implica que a tensão sobre o parafuso e, consequentemente, o comprimento são diminuídos, indicando perda da pré-carga. Quando este valor diminuído da pré-carga atinge um nível crítico sob o ponto de carregamento externo, um afrouxamento do parafuso ocorre. Assim, considera-se que o settling effect sob carga funcional pode ter um grande efeito sobre a estabilidade da articulação do parafuso de implantes com conexão cônica interna12.

O pilar rígido (sólido) tem um plano inclinado que contacta a parte interna da conexão, fornecendo um apoio lateral na interface cônica. Este ajuste de fricção pode afetar o resultado do assentamento durante o torque. O aumento da pré-carga leva a uma maior força de fixação, podendo empurrar o pilar em direção ao implante, e a modificação da superfície que recobre o parafuso do pilar de duas peças, para aumentar a pré-carga, provoca aumento na quantidade de assentamento na montagem pilar/implante12. Parafusos com superfície melhorada ajudam a reduzir o coeficiente de atrito, produzindo ângulo de rotação e valores de pré-carga maiores do que parafusos de liga de ouro convencional e titânio26. Estudando três parafusos de titânio com forma e grau diferentes, encontrou-se9 no grupo de liga de ouro e cabeça chata o melhor resultado para torque de 35 Ncm, mas, quando revestidas de lubrificantes, as superfícies de titânio ou de ouro obtêm maiores valores de pré-carga26. O pilar de duas peças passa a apresentar um maior valor de torque para sua remoção sob carregamento, preservando assim o parafuso27.

Em testes de pilares sólidos em conexões cônicas de 8°, o torque de desaperto foi de 7 a 20% maior, e após carregamento mecânico o valor se manteve próximo ao torque de aperto inicial28. Neste estudo, sem carregamento cíclico, os valores médios de torque de desaperto dos munhões de duas peças se mantiveram próximos para o G1 e G2 em relação ao torque inicial de 15 Ncm e 20 Ncm, respectivamente, mas nos três grupos várias amostras ultrapassaram os valores de torque inicial. Houve aumento do valor da média entre os grupos (Tabela 2), sendo de 29% do G1 para G2, 10,5% do G2 para G3, e 42,6% do G1 para G3, indicando um maior embricamento e maior resistência ao destorque destes munhões com o aumento do torque. A maior porcentagem entre G1 e G2, quando comparada com G2 e G3, pode ser observada, sendo que todos os grupos quando comparados apresentaram diferença estatística significativa (Tabela 2).

Observou-se nas imagens das roscas a presença de irregularidades, devido ao alto coeficiente de atrito pela falta de cobertura da superfície, podendo ocorrer settling effect pela diferença de dureza entre o titânio do análogo e do parafuso.

As chaves 0,9 mm apresentaram pequeno desgaste das arestas (Figuras 7b e 8a), principalmente no grupo de 25 Ncm (Figura 8B). Estas peças são confeccionadas com aço inox para gerar mais resistência devido ao seu uso repetitivo, mas ao mesmo tempo provocam desgaste das arestas da cabeça do parafuso, observadas no grupo de 20 Ncm (Figura10) e mais acentuada no grupo de 25 Ncm (Figura 11), sendo insignificante no grupo de 15 Ncm (Figura 9). A parte cônica dos análogos não apresentou deformação após os ensaios de destorque do pilar. O aumento do torque teve para todos os grupos o valor médio de destorque do parafuso aumentado (Tabela 1), sendo 21% do G1 para G2, 24,8% do G2 para G3, e 51,1% do G1 para G3, apresentando uma distribuição mais equilibrada das médias de cada grupo, quando comparados entre si. Apresentaram diferença estatística significativa entre os grupos (Tabela 1), mas as alterações na cabeça do parafuso limitam o uso destes componentes a torques acima de 15 Ncm (Figura 9). É necessário estar atento, pois os torques podem ultrapassar o recomendado pelo fabricante, caso: o torquímetro do profissional esteja descalibrado; muitas empresas não possuem todas as marcações dos torques possíveis para seus pilares fornecidos comercialmente no torquímetro protético, e aí fica a critério do profissional imaginar o ponto certo, podendo ser acrescido da variação caso o torquímetro esteja descalibrado; nos laboratórios onde torques dados com a mão podem ultrapassar 15 Ncm e são realizados de forma repetida enquanto trabalham no pilar, podendo assim provocar alterações que impeçam posterior uso deste pilar, como pode-se observar nas imagens do MEV.

Conclusão

Dentro dos limites deste trabalho, pôde-se concluir que:

  • O aumento do torque dado no parafuso levou a um valor médio aumentado do destorque do parafuso para todos os grupos.
  • O aumento do torque levou a um valor médio de destorque do pilar, equivalente ao torque inicial dado para o G1 e G2, sendo este aumento menor no G3.
  • A microscopia eletrônica de varredura mostrou que torques maiores do que os indicados pelo fabricante foram capazes de promover deformação plástica na cabeça do parafuso após apertos repetidos.

Nota de esclarecimento

Os autores agradecem à empresa Neodent pela doação dos componentes para realização deste trabalho. A Dra. Ivete Sartori é consultoria científica da Neodent.

Endereço para correspondência

Rodrigo Corral Gonzalez

 

Rua Visconde de Quissamã, 276 – Centro
27910-020 – Macaé – RJ
Tel.: (22) 2762-6706
implante@rodrigocorral.com.br

Galeria

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