Progettazione e ottimizzazione strutturale di protesi dentali orientabili = Design and structural optimization of orientable dental prostheses

L’implantologia dentale costituisce una delle principali soluzioni a seguito di perdita del dente. Questo lavoro di tesi mira alla progettazione e ottimizzazione strutturale di una protesi dentale orientabile in collaborazione con l’azienda 3P Implafavourite SRL. Ciò che contraddistingue tale protesi dalle tipologie tradizionali è la connessione sferica a livello del moncone: il movimento angolare della vite all’interno della porzione sferica dello stesso permette di ottenere delle angolazioni comprese tra 0° e 30°. La possibilità di realizzare un certo range di inclinazioni tra gli assi longitudinali dell’impianto e della corona artificiale permette di sopperire a quei casi in cui non sia possibile raggiungere la condizione di parallelismo tra le corone utilizzando impianti allineati. La norma BS EN ISO 14801:2016 definisce le specifiche da rispettare durante le prove di carico su impianti dentali endossei: nel caso della protesi dentale in studio si è ritenuto opportuno fare riferimento alle indicazioni riguardanti un impianto che preveda l’utilizzo di monconi angolati. Si è quindi sviluppato il progetto dei componenti richiesti dalla norma. La progettazione del modello agli elementi finiti della protesi, svolta tramite il software Ansys Workbench, ha previsto una prima fase in cui si è ideato un modello semplificato con un unico volume. Il modello è stato testato al variare delle condizioni di vincolo e carico, il che ha permesso di ottenere un’idea preliminare della distribuzione degli sforzi sulla struttura. A seguito, si è elaborato un modello esplorativo semplificato per lo studio dei contatti tra i componenti, tramite il quale si è analizzato il comportamento di due tipologie di elementi di contatto. Solo una si è dimostrata adatta all’applicazione del contatto a superfici complesse e caratterizzate da curvature. Si è quindi importata la tipologia di contatto scelta al modello strutturale della protesi. Avendone verificato il funzionamento al variare delle condizioni di carico, sono state elaborate delle simulazioni con l’obiettivo di riprodurre le condizioni di prova descritte dalla norma di riferimento, considerando la struttura nelle configurazioni di angolazione massima e di angolazione intermedia pari a 15°. I risultati ottenuti sono stati validati tramite test meccanici a rottura svolti tramite una macchina di prova universale presso il laboratorio DIMEAS del Politecnico di Torino, in conformità con le disposizioni della normativa di riferimento. La protesi, testata nelle due varianti previste (comprensive di moncone a sezione “normale” e moncone a sezione ridotta), non mostra cedimenti a livello dell’accoppiamento sferico, e giunge a rottura presso la porzione cilindrica del moncone. Uno sviluppo futuro del modello strutturale elaborato potrebbe tenere in considerazione l’attrito esistente tra le superfici dei componenti a contatto, e l’azione del precarico generato dall’accoppiamento filettato tra vite e cappetta sferica.