Comportamiento biomecánico en un modelo ideal de dentina ante cargas compresivas analizado por el método de elementos finitos/Biomechanical behavior of a dentin ideal model when bearing compressive charges as analyzed by the finite element model

Abstract

ANTECEDENTES: la dentina es el eje estructural del diente y constituye el tejido mineralizado que conforma el mayor volumen de la estructura dentaria; en ella se pueden distinguir dos componentes básicos: la matriz mineralizada y los túbulos dentinarios que la atraviezan en todo su espesor. Teniendo en cuenta que los túbulos están conectados por el material orgánico, el cual tiene más bajo módulo de elasticidad que los túbulos a lo largo de sus ejes, y que la dentina es un tejido que por ser tan amplio en su composición, tiene un comportamiento biomecánico especial, diferentes autores han planteado que éste es un tejido anisotrópico a diferencia de otros, quienes proponen que se comporta isotrópicamente. OBJETIVO: Cómo resultlado de ésta controversida, el motivo fundamental para la realización de ésta investigación fué observar por medio de elementos finitos, el comportamiento biomecánico en un modelo ideal de dentina, teniendo en cuenta su composición y describir cómo se distribuye el esfuerzo dentro de ella al aplicar cargas compresivas en diferentes direcciones con respecto a los túbulos. METODO: se utilizó el programa ALGOR para diseñar el modelo tridimensional. Las fuerzas fueron aplicadas paralelas y perpendiculares a los túbulos dentinales. El análisis de la información se llevó a cabo. RESULTADOS: al aplicar las cargas, el modelo ideal de dentina, se comportó ortotrópicamente, debido a que presenta diferentes propiedades elásticas en los diferentes planos y las propiedades son independientes de la dirección en cada plano, se encontró que la mayor concentración de esfuerzo al aplicar las cargas tanto paralelas como perpendiculares fué en dentina peritubular y la mayor defomración se presentó en líquido tubular.BACKGROUND: dentine is the structural axis of teeth and the mineralized tissue that constitutes the largest part of the teeth structure. It has two basic components; the mineralized matrix and the tubules that go through it. Since tubules are connected by organic material, which is less elastic than tubules along their axis, and since dentine exhibits a special biomechanical behavior due to its wide composition. some authors have argued that dentine is a non-isotropic tissue while other sustain that it is isotropic. OBJECTIVE:as a result of this controversy, the basic reason for this research was to analyze with finits elements the biomechanical behavior of a dentine ideal model, keeping on mind its composition, and to describe how stress is distributed when applying compressive charges in different directions with respect to tubules. METHOD: the ALGOR programwas used todesign the three dimensional model. The stress applied was parallel and perpendicular to dentine tubules. Information was analyzed by observing stress concentrations through a qualitative analysis. RESULTS: when applying charges, the dentine ideal model behaved orthotropically due to the fact that it has different elastic properties in different plane and the properties are no dependant on the direction in each plane. It was found that the biggest effort concentrated when applying parallel and perpendicular charges was in peritubular dentine, and that the biggest deformation was in tubular liquid.