New dental prosthesis: analisys and simulation

Abstract

Esta dissertação analisa o desenvolvimento de implantes híbridos através da combinação de uma estrutura porosa de zircónia (ZrO2) infiltrada com poliéter-éter-cetona (PEEK). Os implantes desempenham um papel vital nos cuidados de saúde modernos, e este estudo explora o potencial para melhorar as suas propriedades mecânicas e a sua osseointegração. A investigação examina três microestruturas porosas distintas: octet-truss, re-entrante honeycomb e gyroid, conhecidas pela sua capacidade de melhorar a estabilidade mecânica e a osseointegração, reduzindo simultaneamente o peso do implante. Neste estudo foram utilizadas ferramentas de simulação avançadas, incluindo o SOLIDWORKS, para realizar testes de compressão nos implantes concebidos. Para além disso, um programa de software de simulação numérica para homogeneização de propriedades 3DFran, integra tarefas de pré e pósprocessamento do software GiD para uma análise abrangente. Esta abordagem interdisciplinar estabelece uma ponte entre a engenharia mecânica, a ciência dos materiais e análise biomecânica para contribuir para o futuro dos implantes. A tese tem como objetivo inspirar a ideias inovadoras sobre implantes para melhorar os resultados para os doentes, respondendo às necessidades de evolução dos cuidados de saúde através de uma exploração abrangente de materiais, estruturas e ferramentas de software avançadas.This dissertation analyses the development of hybrid implants by combining zirconia (ZrO2) porous structures with infiltrated polyether ether ketone (PEEK). Implants play a vital role in modern healthcare, and this study explores the potential for improving their mechanical properties and bone integration. This work examines three different porous microstructures: octet- truss, honeycomb re-entrant and gyroid, known for their ability to improve mechanical stability and osseointegration while reducing the weight of the implant. Advanced simulation tools, including SOLIDWORKS, were used to conduct compression tests on the designed implants. In addition, a numerical simulation software for properties homogenization 3DFran that integrates pre- and post-processing tasks from software GiD for a comprehensive analysis. This interdisciplinary approach bridges mechanical engineering, materials science, and biomechanics analysis to contribute to the future of implants. The thesis aims to inspire innovative implant design, ultimately improving patient outcomes by addressing the evolving needs of healthcare through a comprehensive exploration of advanced materials, structures and software tools.Mestrado em Engenharia Mecânic