Modelado computacional de la influencia de factores mecánicos en el éxito de un minimplante dental de ortodoncia

Abstract

Un implante dental es un dispositivo que sustituye la raíz de un diente ausente. Un miniimplante dental es un implante dental con dimensiones menores que es empleado en tratamientos de ortodoncia como mecanismo de anclaje. En ambos casos, estos dispositivos trasmiten carga a la estructura ósea de la cavidad oral, en donde son implantados, generando un proceso que se conoce como remodelación _ósea. En este proceso los huesos, de forma gradual, modifican su morfología con la finalidad de adaptarse a cualquier tipo de carga externa. El objetivo de esta tesis consiste en formular, implementar y validar numéricamente un modelo matemático, empleando herramientas computacionales CAD, que analice el comportamiento mecánico de los MIs dentales durante un tratamiento de ortodoncia desde una perspectiva basada en el proceso de cicatrización. La solución del modelo se realiza por medio del método de los elementos finitos empleando la herramienta computacional ANSYS, bajo programación APDL. Los resultados obtenidos, al aplicar el modelo en la cavidad oral, muestran como la estructura _ósea del maxilar se adapta a la carga ejercida mediante el proceso de remodelado, tanto en implantes dentales, bajo una carga ejercida en el plano oclusal, como en mini-implantes dentales, bajo una carga fija pero que afecta de diferente forma dependiendo del _ángulo de inserción del mini-implante dental. Por tanto, se concluye que de acuerdo a los procesos de validación el modelo matemático propuesto corresponde a un modelo que describe de forma correcta el proceso de remodelado, que se puede hacer uso de implantes y mini-implantes dentales para tratamientos de rehabilitación oral y de ortodoncia, respectivamente, de forma exitosa y sin atrofiar la estructura ósea y, por último, que el mejor ángulo de inserción de mini-implantes dentales es de 15°

Abstract. A dental implant is a device that replaces the root of a missing tooth. A mini-dental implant is a dental implant with smaller dimensions than is used in orthodontic treatment as anchoring mechanism. In both cases, these devices transmit load to the bone structure of the oral cavity, where they are implanted, generating a process known as bone remodeling. In this process the bone, gradually change their morphology in order to adapt to any type of external load. The objective of this thesis is to develop, implement and validate a mathematical model numerically, using CAD software tools, to analyze the mechanical behavior of dental MIs during orthodontic treatment from a perspective based on the healing process. The model solution is performed by the finite element method using the ANSYS software tool under APDL programming. The results obtained by applying the model in the oral cavity, shown as the jaw bone structure adapts to the load exerted by the remodeling process, both in dental implants, under a load exerted in the occlusal plane, as in mini-dental implants, under a fixed load that affects in different way depending on the angle of insertion of the mini dental implant. Therefore, it is concluded that according to the validation process proposed mathematical model corresponds to a model that correctly describes the remodeling process, which can make use of mini-implants and dental implants for oral rehabilitation treatment and orthodontics, respectively, successfully and without atrophy the bone structure and, finally, that the best angle of insertion of mini-implants is 15°