Patricio Cendoya¹   Jorge Hernández²   Emilio Dufeu¹

1 Facultad de Ingeniería. Universidad de Concepción. Casilla 160-C. Correo 3. Concepción, Chile. E-mail: pcendoya@udec.cl, edufeu@udec.cl

2 Facultad de Odontología. Universidad de Concepción. Casilla 160-C. Correo 3. Concepción, Chile. E-mail: jhernand@udec.cl

RESUMEN

Se presenta un modelo tridimensional de elementos finitos para investigar el efecto producido por las fuerzas de oclusión en la distribución y magnitud del campo tensional sobre un premolar superior. De esta forma, se busca definir cuál es la situación de carga de oclusión más crítica desde el punto de vista tensional sobre el esmalte dental en la zona cervical que pudiese dar origen a una lesión del tipo no cariosa. Utilizando elementos finitos hexaédricos lineales y procesando el modelo con el programa SAMCEF se realiza un análisis numérico estático lineal considerando que el premolar es isótropo y homogéneo. Se definen siete estados de carga asociados a una fuerza de oclusión de 170 N para las cuales se investiga la distribución y magnitud de los campos tensionales sobre el premolar. Los resultados numéricos permiten concluir que las tensiones máximas sobre el premolar tienden a concentrarse en la zona cervical alcanzando sus valores máximos cuando la carga de 170 N actúa de forma inclinada a 45^o con respecto a la vertical. La relevancia de la presente investigación radica en el hecho que numéricamente se demuestra que la distribución y zona en donde los campos tensionales tienden a concentrase y alcanzar sus valores máximos son coincidentes con las zonas del diente en donde clínicamente se observan lesiones no cariosas.
Palabras clave: Lesiones cervicales no cariosas, método elementos finitos, biomecánica dental.

ABSTRACT

A three-dimensional model of finite elements in order to investigate the effect produced by occlusion forces on both distribution and magnitude of the tensional field on an upper premolar is hereby presented. Thus, defining from a tensional point of view, which is the situation of the most critical occlusion loading on dental enamel capable to produce a non-cavity lesion is intended. By using finite linear hexahedral elements and processing the models through SAMCEF software, a static linear numerical analysis is performed, considering that premolar is isotropic and homogeneous. Seven load states associated to occlusion force of 170 N are defined and the distribution and magnitude of tensional fields on premolar are also investigated. Numerical results allow concluding that maximum tensions on premolar tend to concentrate around cervical area, reaching their maximum values when the 170 N load acts inclined 45^o from vertical. Relevance of current research lies on the fact that both distribution and area where tensional fields tend to concentrate and reach maximum values has been numerically proved. These values are coincident with tooth areas where non-cavity lesions are clinically observed.
Keywords: Non cavity cervical lesions, finite element methods, dental biomechanics.

REFERENCIAS

[1] D. Donetch. "Análisis de falla para lesiones cervicales no-cariosas en un primer premolar superior". Tesis para optar al título de Ingeniero Civil. Departamento de Ingeniería Civil. Facultad de Ingeniería. Universidad de Concepción, pp. 140. 2006.

[2] V.K. Goel, S.C. Khera, J.L. Ralston, K.H. Chang. "Stresses at the dentinoenamel junction of human teeth-a finite element investigation". Journal of Prosthetic Dentistry. Vol. 66, pp. 451-459. 1991.

[3] J.O. Grippo. "Abfractions. A new classification of hard tissue lesions of teeth". J. Esthet. Dent. Vol. 4, pp. 14-19. 1991.

[4] W.C. Lee, W.S. Eackle. "Possible role of tensile stress in the etiology of cervical erosive lesions of teeth". Journal of Prosthetic Dentistry. Vol. 52, pp. 374-380. 1984.

[5] H.E. Lee, C.L. Lin, C.H. Wang, C.H. Cheng, C.H. Chang. "Stresses at the cervical lesion of maxillary premolar - a finite element investigation". Journal of Dentistry. Vol. 30 N^o 7-8, pp. 283-290. 2002.

[6] C.E. Nemcovsky, Z. Artzi. "Erosion-abrasive lesions revisited". Compendium. Vol. 17, pp.416-423. 1996.

[7] J.S. Rees, M. Hammadeh. "Undermining of enamel as a mechanism of abfraction lesion formation: a finite element study". European Journal of Oral Sciences. Vol. 112, pp. 347-352. August 2004.

[8] Samtech Headquaters. Liege science park. Rue des Chasseurs-Ardennais. 8 B-4031. Belgium . February 2006. URLs: http://www.samcef.com 

[9] L.G. Selna, H.T. Shillingberg , P.A. Kerr. "Finite element analysis of dental structures - axisymmetric and plane stress idealizations". Journal of Biomedical Material Research. Vol. 9, pp. 237-252.1975.