Análisis del proceso de fatiga en implantes dentales

Abstract

En esta tesis doctoral se desarrolla un procedimiento para estimar la vida a fatiga de sistemas de implantes dentales. Dicha metodología consiste en la aplicación, a dichos implantes, de varios modelos de predicción de vida a fatiga. El uso de estos modelos requiere del conocimiento de distintas propiedades mecánicas del material en que están fabricados los implantes, que han sido determinadas experimentalmente. Así mismo es necesario caracterizar el estado tensional en el implante cuando éste se encuentra sometido a unas determinadas condiciones de carga; esto se ha conseguido mediante la aplicación del método de los elementos finitos. Por otro lado, para poder evaluar el funcionamiento de esta metodología, se ha caracterizado experimentalmente el comportamiento a fatiga de los sistemas de implantes dentales. De esta forma se comparan los resultados obtenidos mediante la aplicación de los modelos de predicción de vida, con los obtenidos experimentalmente. La metodología seguida para la consecución de los objetivos planteados anteriormente se divide en dos líneas fundamentales, diferenciadas entre sí por el carácter de las mismas: teórico/numérico y experimental. La línea teórico/numérica consiste en el estudio y análisis de distintos modelos de predicción de vida a fatiga para identificar los requisitos necesarios para la aplicación de los mismos a los sistemas de implantes dentales. Así mismo se desarrollan distintos modelos de elementos finitos del implante que permiten obtener, entre otras magnitudes, la distribución de tensiones en dicho implante, así como la evolución del factor de intensidad de tensiones en el mismo cuando una grieta avanza a través de su espesor. Estas dos magnitudes son fundamentales para la aplicación de los modelos de predicción de vida a fatiga utilizados. La línea experimental consiste, por un lado, en la elaboración y ejecución de un plan de ensayos para obtener las propiedades elásticas, de fatiga y de fractura del titanio comercialmente puro de grado 4, que es el material en que están fabricados los implantes analizados. Por otro lado se desarrolla y aplica una metodología de ensayo para caracterizar el comportamiento a fatiga de sistemas de implantes dentales. Esta metodología estará fundamentada en la norma ISO 14801, que establece las condiciones que se habrán de cumplir para ensayar a fatiga implantes dentales y obtener la curva y el límite de fatiga de los mismos. Los resultados de vida a fatiga de los sistemas de implantes obtenidos experimentalmente son comparados con aquellos obtenidos mediante la aplicación de los modelos de predicción de vida. Dichos resultados muestran que alguno de los modelos de predicción de vida a fatiga aplicados reproduce con gran exactitud el comportamiento experimental observado de estos sistemas de implantes dentales.