Objective: In this study, simulations were performed by the finite element method (FEM) to determine the tension and displacement in mini-implants and in expander appliance during rapid maxillary expansion, by varying the number and location of the mini-implants.
Methods: For the computational simulation, a three-dimensional mesh was used for the maxilla, mini-implants and expander appliance. Comparisons were made on six different Mini-implant Assisted Rapid Palatal Expander (MARPE) configurations, by varying the amount and location of mini-implants. A closed suture was design and received two activations of 0.25 mm, and an open suture had a 0.5-mm aperture that received 20 activations, also of 0.25 mm.
Results: For the closed suture, the maximum displacement values in the mini-implants were between 0.253 and 0.280 mm, and stress was between 1,348.9 and 2,948.2 MPa; in the expander appliance, the displacement values were between 0.256 and 0.281 mm, and stress was between 738.52 and 1,207.6 MPa. For the open suture, the maximum displacement values in the mini-implants were between 2.57 and 2.79 mm, and stress was between 5,765.3 and 10,366 MPa; in the appliance, the maximum displacements was between 2.53 and 2.89 mm, and stress was between 4,859.7 and 9,157.4 MPa.
Conclusions: There were higher stress concentrations in the mini-implant than in the expander arm. In the simulations with a configuration of three mini-implants, stress overload was observed in the isolated mini-implant. Displacements of the mini-implants and arms of the appliance were similar in all simulations.
Objetivo:: Realizar simulação pelo método de elementos finitos (MEF) para determinar a tensão e o deslocamento dos mini-implantes e do aparelho expansor durante a expansão rápida da maxila, variando a quantidade e localização dos mini-implantes.
Métodos:: Para realização da simulação computacional, foi utilizada uma malha tridimensional para a maxila, mini-implantes e aparelho expansor. As comparações foram feitas em seis configurações de MARPE (Mini-implant Assisted Rapid Palatal Expander), com quantidades e localização diferentes dos mini-implantes. Foram modeladas uma sutura fechada, que recebeu duas ativações de 0,25 mm, e outra sutura com abertura de 0,5 mm, que recebeu 20 ativações, também de 0,25 mm.
Resultados:: Para a sutura fechada, os valores máximos de deslocamento nos mini-implantes foram entre 0,253 e 0,280 mm, e as tensões, entre 1348,9 e 2948,2 MPa; e no aparelho expansor, os valores de deslocamento foram entre 0,256 e 0,281 mm, e as tensões, entre 738,52 e 1207,6 MPa. Para a sutura aberta, os valores máximos de deslocamento nos mini-implantes foram entre 2,57 e 2,79 mm, e as tensões, entre 5.765,3 e 10.366 MPa; e no aparelho os deslocamentos máximos foram entre 2,53 e 2,89 mm, e as tensões, entre 4.859,7 e 9.157,4 MPa.
Conclusões:: Ocorreram maiores concentrações de tensão no mini-implante do que no braço do aparelho expansor. Nas simulações com configuração de três mini-implantes, foi observada sobrecarga de tensão no mini-implante isolado. Os deslocamentos dos mini-implantes e braços do aparelho foram semelhantes em todas as simulações.