Stress Distribution in Roots Restored with Fiber Posts and An Experimental Dentin Post: 3D-FEA

Abstract

Abstract The aim of this study was to compare the stress distribution in radicular dentin of a maxillary canine restored with either a glass fiber post, carbon fiber post or an experimental dentin post using finite element analysis (3D-FEA). Three 3D virtual models of a maxillary canine restored with a metal-ceramic crown and glass fiber post (GFP), carbon fiber post (CFP), and experimental dentin post (DP) were obtained based on micro-CT images. A total of 180 N was applied on the lingual surface of the incisal third of each tooth at 45 degrees. The models were supported by the periodontal ligament fixed in three axes (x=y=z=0). The von Mises stress (VMS) of radicular dentin and the intracanal posts was calculated. The structures of all groups showed similar values (MPa) and distribution of maximum von Mises stress. Higher stress was found in the apical third of dentin while the posts presented homogeneous stress distribution along the axis. The fiber and dentin posts exhibited similar stress values and distribution. Thus, the experimental dentin post is a promising restorative material.

Translated abstract

Resumo O objetivo deste estudo foi comparar a distribuição das tensões na dentina radicular de um canino superior restaurado com um pino de fibra de vidro, pino de fibra de carbono ou um pino experimental de dentina por meio do método dos elementos finitos tridimensional (MEF-3D). Três modelos virtuais 3D de um canino superior restaurado com coroa metaloce-râmica e pino de fibra de vidro (PFV), pino de fibra de carbono (PFC) e pino experimental de dentina (PD) foram obtidos baseados em imagens de micro-CT. Uma carga total de 180 N foi aplicada na superfície lingual do terço incisal de cada dente a 45 graus. Os modelos foram suportados pelo ligamento periodontal fixado em três eixos (x=y=z=0). Tensões equivalentes de von Mises (VMS) da dentina radicular e dos pinos intraradiculares foram calculadas. As estruturas de todos os grupos mostraram similar valor (MPa) e distribuição máxima de tensão de von Mises. Elevadas tensões foram encontradas no terço apical da dentina enquanto os pi-nos mostraram distribuição de tensões homogênea em seu longo eixo. Os pinos de fibra e de dentina apresentaram similar valor e distribuição de tensão. Assim, o pino experimental de dentina é um material reabilitador promissor.