Análise por elementos finitos da tensão em prótese total inferior removível sob forças oclusais verticais e oblíquas

Por que a fratura de próteses importa

Pessoas que dependem de próteses totais inferiores frequentemente enfrentam um problema incômodo e dispendioso: suas próteses trincam, especialmente na região anterior, embora as forças de mordida ali sejam presumivelmente baixas. Este artigo aborda esse mistério cotidiano usando simulações por computador. Ao “mastigar” virtualmente com uma prótese digital, os autores investigam se as forças de mastigação normais, por si só, são realmente suficientes para romper uma prótese inferior bem confeccionada, ou se outros fatores ocultos precisam estar presentes.

Um local intrigante para fissuras

O ensino tradicional em odontologia sustenta que as maiores forças de mastigação atuam nos dentes posteriores, enquanto os dentes anteriores de uma prótese total inferior experimentam cargas muito menores. No entanto, levantamentos mostram que 20–30% das próteses totais acabam por fraturar, e muitas dessas fissuras têm início na região anterior. Tentativas anteriores de explicar esse paradoxo frequentemente levaram os modelos a extremos irreais: usar forças de mordida muito maiores do que pacientes reais conseguem gerar, adicionar defeitos superdimensionados ou forçar a prótese a apoiar-se em cristas ósseas muito afiadas. O presente estudo faz uma pergunta mais simples e clinicamente fundamentada: se uma prótese inferior está devidamente apoiada em tecido mole e fabricada sem falhas óbvias, a mastigação normal ainda pode gerar tensões na região anterior altas o suficiente para causar sua fratura?

Construindo uma prótese inferior virtual

Os autores construíram um modelo tridimensional detalhado de uma prótese total inferior usando software de projeto odontológico e depois o importaram para um software de engenharia para análise por elementos finitos — um método que divide a prótese e os tecidos de suporte em muitos pequenos elementos e calcula como cada um se deforma sob carga. A base da prótese e os dentes artificiais foram modelados como um acrílico típico, enquanto o tecido gengival subjacente foi representado como uma camada macia e levemente elástica apoiada em osso muito mais rígido. Assumiu‑se que a prótese se ajustava bem e aderiria firmemente às gengivas, imitando uma prótese idealmente adaptada. Foram testados dois cenários de mastigação: forças puramente verticais de 100 newtons nos molares posteriores e forças oblíquas mais fortes de 140 newtons em ângulo de 45 graus para mimetizar o componente lateral da mastigação real. A equipe também variou o refinamento da malha computacional, para garantir que as tensões calculadas fossem confiáveis e não meros artefatos numéricos.

Para onde a tensão realmente vai

As simulações confirmaram que cargas de mastigação anguladas são muito mais exigentes do que as puramente verticais. Sob forças verticais, as tensões por toda a prótese permaneceram muito baixas. Quando forças oblíquas foram aplicadas, a prótese dobrou e torceu sobre o fundo de tecido mole: a superfície interna (voltada para a língua) da região anterior ficou em tração, enquanto a superfície externa (voltada para os lábios) foi comprimida. Contudo, mesmo nesse cenário mais severo, as tensões mais altas confiavelmente calculadas ocorreram na região dos molares posteriores, não na anterior. Na zona crítica entre caninos e incisivos, as tensões de tração em material íntegro permaneceram em torno de ou abaixo de 10 megapascais — bem abaixo das resistências típicas à tração e flexão dos plásticos modernos para prótese, que são várias vezes maiores. Apenas em sulcos minúsculos e agudos entre dentes as tensões aumentaram localmente, e mesmo esses valores ficaram abaixo dos níveis normalmente necessários para causar fratura imediata.

Fadiga, sulcos diminutos e a mastigação no mundo real

Os autores compararam seus resultados de tensão com dados laboratoriais conhecidos sobre o comportamento dos plásticos de prótese sob carregamento único e sob fadiga repetida. A mastigação cotidiana expõe uma prótese a milhares de ciclos de carga por dia, de modo que pequenas tensões podem, ao longo de muitos meses, levar ao crescimento de trincas. Nas simulações, os níveis de tensão na região dos caninos coincidiram com a extremidade inferior dos valores de resistência à fadiga relatados, o que sugere que o desgaste a longo prazo, e não uma única mordida forte, é a preocupação mais realista. Importante, a análise destacou como pequenos detalhes anatômicos — sulcos estreitos e transições afiadas perto dos colo dos dentes — podem amplificar localmente a tração. Alisar essas características no lado da língua da prótese, onde a estética é menos crítica, poderia reduzir significativamente a tensão e melhorar a durabilidade sem grandes compromissos de projeto.

O que isso significa para usuários de prótese

No geral, o estudo conclui que, para uma prótese inferior bem ajustada, feita de acrílico moderno e apoiada em tecido gengival saudável, as forças típicas de mastigação sozinhas são improváveis de gerar tensão suficiente na região anterior para quebrá‑la. Essa conclusão sugere que muitas fraturas do mundo real provavelmente envolvem uma combinação de outros fatores: pequenos desalinhamentos, contatos oclusais desiguais, fadiga a longo prazo ou defeitos materiais não percebidos. Para os pacientes, a mensagem é que check‑ups regulares, confecção cuidadosa da prótese e atenção a detalhes aparentemente pequenos da forma podem importar tanto quanto a resistência bruta do material. Para clínicos e técnicos, o trabalho aponta estratégias práticas — como alisar sulcos apertados e otimizar o suporte sobre as gengivas — para tornar próteses do dia a dia menos suscetíveis a quebras súbitas e inconvenientes.

Citação: Madoune, Y., Żmudzki, J. & Lee, H. Finite element analysis of stress in removable lower complete denture under vertical and oblique occlusal forces. Sci Rep 16, 11997 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37756-9

Palavras-chave: prótese total, fratura de prótese, análise por elementos finitos, forças mastigatórias, projeto de prótese