caracterizaÇÃo do esmalte dentÁrio e remanescentes
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JORGE CÉSAR BORGES LEÃO FILHO
CARACTERIZAÇÃO DO ESMALTE DENTÁRIO E
REMANESCENTES ADESIVOS APÓS A REMOÇÃO DE
BRACKETS POR MEIO DE TOMOGRAFIA POR COERÊNCIA
ÓPTICA
CURITIBA
2012
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO PARANÁ ESCOLA DE SAÚDE E BIOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ODONTOLOGIA ÁREA DE CONCENTRAÇÃO EM ORTODONTIA
CARACTERIZAÇÃO DO ESMALTE DENTÁRIO E
REMANESCENTES ADESIVOS APÓS A REMOÇÃO DE
BRACKETS POR MEIO DE TOMOGRAFIA POR COERÊNCIA
ÓPTICA
CURITIBA
2012
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação
em Odontologia, da Pontifícia Universidade Católica do
Paraná, como parte dos requisitos para a obtenção do
Título de Mestre em Odontologia, Área de concentração
em Ortodontia.
Pós-graduando: Jorge César Borges Leão Filho
Orientador: Prof. Dr. Orlando Tanaka
Co-orientadora: Dra. Ana Karla Souza Braz
Dedicatória
Dedico...
Primeiramente, a Deus por iluminar o meu caminho e colocar em minha vida
anjos, em carne ou não, que me auxiliam a alcançar o aprimoramento moral,
espiritual e profissional. Ao pai-do-céu agradeço, pelos desafios que encontrei
em minha vida, e que me permitiram lapidar o caráter, por meio do aprendizado
oriundo do esforço e do trabalho.
Ao homem, que num primeiro gesto de amor colocou-me seu próprio nome,
Jorge César Borges Leão, e a mulher, Ilma Maria Acioly Teixeira Leão, cujo
afeto maternal me conforta mesmo a grandes distâncias. Meus amados pais,
agradeço-lhes por me apoiar de forma incondicional, mesmo diante das
incertezas e dificuldades. Tudo que sou hoje devo a vocês.
À minha querida noiva Thayse Rodrigues de Souza, por suportar bravamente,
o peso da distância junto comigo, demonstrando que, para o amor e a afinidade
espiritual verdadeiros, alguns quilômetros não representam uma barreira real.
Muito obrigado por ser combustível de minha força de vontade e estímulo para
a busca do que há de melhor em mim.
À menina cujo sorriso alegra-me a alma, minha irmã, Júlia Maria Acioly Teixeira
Leão e ao meu irmão Júlio César Teixeira Leão.
A dois grandes amigos conquistados nesta etapa de minha vida, José
Guilherme Camargo Teixeira da Cunha e Regis Meller Santana, por serem
minha família em um lugar tão longe de casa. Sou grato por compartilharem
comigo os momentos de alegria e de dificuldade.
Agradecimentos
Agradeço...
Ao professor Dr. Orlando Motohiro Tanaka, por instruir-me e orientar-me no
desenvolvimento de minhas potencialidades, não somente durante a execução
deste trabalho, mas durante todo o mestrado. Agradeço-o sinceramente pelo
voto de confiança depositado em mim, tornando possível todas as minhas
conquistas pessoais nos últimos dois anos. Levarei comigo as “cicatrizes” e as
belezas das experiências vividas, como lembrete do aprendizado adquirido.
Obrigado mestre, pelas lições e por estar ao meu lado sempre que precisei.
A Dra. Ana Karla Souza Braz, pela participação ativa e indispensável na
realização deste trabalho. Obrigado por acolher minhas ideias, ajudar-me a
desenvolvê-las e executá-las.
Ao Prof. Renato Evangelista de Araújo por abrir-me as portas de seu
laboratório, sendo sempre muito receptivo e acessível.
Ao prof. Sérgio Aparecido Ignácio pela atenção e ajuda, sempre muito
cuidadosa, não apenas neste trabalho, mas em todos os outros realizados por
mim durante o mestrado.
Aos professores Elisa Souza Camargo, Odilon Guariza Filho, Edvaldo Antônio
Ribeiro Rosa e Sérgio Vieira, e a todo corpo docente do programa de pós-
graduação em odontologia da Pontifícia Universidade Católica do Paraná, por
contribuírem para minha formação e crescimento profissional.
Aos colegas da oitava turma de mestrado em ortodontia da PUCPR, Ana Paula
Lazzari Marques Peron, Bruno Borges de Castilhos, Camila Rychuv Santos,
Cristiano Miranda de Araujo, Giovana Carla Franzon Frigotto, José Guilherme
Camargo Teixeira da Cunha, Luciana Trevisan Bittencourt Muniz, Marcel
Durante Brunet, Regis Meller Santana e Viviane da Silva Kagy, por
compartilharem comigo todos os momentos românticos e não-românticos da
trajetória de nosso curso.
SUMÁRIO
1. Artigo em português
Página Título 2
Resumo 3
Introdução 4
Materiais e Métodos 5
Resultados 9
Discussão 11
Conclusão 14
Referências 15
Figuras 18
Tabelas 23
Lista de abreviaturas 24
2. Artigo em Inglês
Title page 26
Abstract 27
Introduction 28
Methods 29
Results 32
Discussion 34
Conclusion 36
References 38
Figures 41
Tables 46
List of abbreviations 47
3. Anexos 48
Anexo I - Parecer do Comitê de Ética em Pesquisa da PUCPR 49
Anexo II - Análise estatística 50
Anexo III – Metodologia estendida 56
Anexo IV – Normas para publicação – American Journal of Orthodontics and
Dentofacial Orthopedics 58
1
1. ARTIGO EM PORTUGUÊS
2
Caracterização do esmalte dentário e remanescentes adesivos após a remoção de brackets por meio de Tomografia por Coerência Óptica
Jorge César Borges Leão Filho, DDS Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, Brazil. School of Health and Biosciences Dentistry Graduate Program – Orthodontics Email: [email protected] Ana Karla Souza Braz Universidade Federal de Pernambuco, Pernambuco, Recife, Brazil. Biomedical Engineering Postgraduate Program Email: [email protected] Corresponding author
Orlando Motohiro Tanaka, DDS, PhD Professor, Graduate Dentistry Program, Orthodontics Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, Brazil School of Health and Biosciences Postdoctoral Fellow in The Center for Advanced Dental Education at Saint Louis University Email: [email protected]
3
RESUMO
Introdução: Os objetivos deste estudo foram (1) avaliar quantitativamente a
presença de remanescentes adesivos e fragmentos de brackets sobre o
esmalte, além de fraturas deste tecido após a descolagem de brackets
metálicos e cerâmicos; (2) quantificar em profundidade a camada de
remanescentes adesivos após dois diferentes procedimentos de cleanup.
Métodos: Brackets metálicos e cerâmicos foram colados em 120 incisivos
superiores humanos e em seguida descolados utilizando-se duas técnicas
diferentes. As amostras foram, então, submetidas à avaliação do esmalte com
a Tomografia por Coerência Óptica (TCO). Em sequência, dois métodos
diferentes de remoção dos remanescentes adesivos (Brocas de Tungstênio em
alta e baixa rotação) foram realizados e, ao fim destes procedimentos, a
camada de remanescentes adesivos foi mensurada com a TCO. Resultados e
conclusões: (1) O tipo de técnica de descolagem (com alicates de corte de
amarrilho ou alicates de remoção de brackets anteriores) e o tipo de bracket
não influenciam a quantidade de remanescentes adesivos após descolagem;
(2) fraturas de esmalte foram observadas somente nas amostras coladas com
brackets cerâmicos, sendo que o tipo de alicate não influencia a incidência e
extensão do dano ao esmalte; (3) brocas em baixa rotação são mais efetivas
na remoção dos remanescentes adesivos.
4
INTRODUÇÃO
O desenvolvimento dos sistemas adesivos proporcionou a criação de
métodos efetivos para a colagem de brackets ortodônticos na superfície do
esmalte dentário. Apesar deste procedimento facilitar a montagem dos
aparelhos ortodônticos fixos, existe um verdadeiro dilema em sua utilização: a
adesão dos acessórios ortodônticos à superfície do esmalte deve ser suficiente
para permitir que o mesmo sofra a ação de forças externas sem ser descolado,
porém, tal adesão não deve ser excessiva para prevenir possíveis danos à
estrutura do esmalte no momento da remoção destes acessórios.1
As técnicas mais utilizadas para a remoção de brackets incluem a
utilização de alicates que, a partir de uma combinação de forças de tração e
cisalhamento, promovem três tipos de falhas: (1) falha adesiva entre a base do
bracket e o adesivo, (2) falha adesiva entre o adesivo e o esmalte e (3) falha
coesiva entre as moléculas do adesivo. Em regiões de fraturas de esmalte há a
falha coesiva no interior deste tecido.1
A avaliação do esmalte após a remoção de brackets usualmente é
realizada por meio de microscopia óptica e microscopia eletrônica de
varredura.1-6 Além desses métodos a microscopia de força atômica e a
microscopia de varredura por tunelamento também foram aplicadas na
avaliação da superfície dentária.7 No entanto, todas estas técnicas possibilitam
apenas uma análise de superfície do esmalte. A Tomografia de Coerência
Óptica (TCO) permite a captação de imagens em alta resolução, de forma
rápida e não-invasiva, sendo capaz de gerar imagens em 3D de superfície,
assim como imagens em corte transversal (2D) dos tecidos avaliados.8,9 A TCO
pode ser considerada como análoga à técnica de ultra-som, no sentido de que
a onda refletida pelo tecido transporta a informação estrutural da amostra
biológica. Diferente de equipamentos de ultra-som, a TCO utiliza luz em vez de
ondas sonoras, gerando imagens tomográficas com a resolução espacial de
poucos micrometros.10
A TCO vem sendo amplamente utilizada para propósitos médicos,11-13
principalmente na Oftalmologia.14 Em Odontologia, esta tecnologia tem sido
aplicada para caracterização anatômica das estruturas dentais15-17 e
5
periodontais,15 detecção de cáries incipientes,18-20 avaliação de restaurações21
e materiais dentários,22-24 marcador qualitativo de biofilme formado em torno de
brackets25 e avaliação das respostas do ligamento periodontal sob ação de
forças ortodônticas.26 No entanto, não existem relatos na literatura sobre o uso
do TCO para avaliação da estrutura do esmalte após a descolagem de
brackets ortodônticos e após a remoção do remanescente adesivo.
Portanto, os objetivos do presente estudo são: 1) avaliar
quantitativamente a presença de remanescentes adesivos e fragmentos de
brackets sobre o esmalte, além da presença de áreas de fratura deste tecido
após a descolagem de brackets metálicos e cerâmicos. 2) quantificar em
profundidade a camada de remanescentes adesivos após dois diferentes
procedimentos de cleanup.
MATERIAL E MÉTODOS
Amostras e grupos
Cento e vinte incisivos superiores humanos, obtidos no banco de dentes
da Pontifícia Universidade Católica do Paraná, livres de lesões de cárie,
trincas, rachaduras e manchas foram selecionados para o estudo e
armazenados em solução de 0,1% de Timol. Inicialmente (T1), os dentes foram
aleatoriamente divididos em 4 grupos (n=30) de acordo com o tipo de bracket
colado e o tipo de alicate utilizado para a remoção destes acessórios (Figura
1). Após a descolagem dos brackets foi realizada a avaliação da superfície do
esmalte com a TCO. Em seguida (T2), cada grupo foi dividido em dois
subgrupos (n=15), e em cada subgrupo foi utilizado um método diferente para a
remoção dos remanescentes de adesivo sobre o esmalte (Brocas de
Tungstênio em alta e baixa rotação). O presente estudo foi aprovado pelo
comitê de ética da Pontifícia Universidade Católica do Paraná, sob o nº 17563.
Procedimento de colagem dos brackets
Antes da colagem dos brackets, as faces vestibulares de todos os
dentes foram examinadas com a TCO, em modo 3D e 2D, excluindo-se
aquelas em que foram observadas trincas, rachaduras ou lesões de cárie no
esmalte. Em seguida, foram realizados os procedimentos de colagem, para os
6
quais foram utilizados brackets metálicos Edgewise-standard (American
Orthodontics, Sheboygan,USA) e cerâmicos (Morelli, Sorocaba, Brasil).
Inicialmente, as superfícies vestibulares dos dentes foram condicionadas com
ácido fosfórico 37% (Condac 37, FGM, Joinvile, Brasil) durante 20 segundos,
lavadas com jato de água durante 10 segundos e secas com jatos de ar por 10
segundos.
A colagem foi executada utilizando-se o sistema Transbond Plus Color
Change Adhesive (3M Unitek, Monrovia USA), de acordo com as instruções do
fabricante. O primer foi aplicado sobre a superfície de esmalte condicionado e o
cimento adesivo aplicado sob a base dos brackets. Após o posicionamento dos
brackets na face vestibular dos dentes foi aplicada uma força de 400g/F
perpendicularmente aos brackets, com o auxílio de um dinamômetro (Morelli,
Sorocaba, Brasil), para padronizar a espessura da camada de cimento adesivo
na interface esmalte-bracket. Em seguida, os excessos de cimento foram
removidos e a fotopolimerização foi efetuada com o equipamento Radii-Cal
(SDI Inc., Bensenville, USA), sendo a luz aplicada nas porções cervical e
incisal dos brackets, durante 20 segundos em cada. Ao fim do procedimento de
colagem, as amostras foram armazenadas em água destilada por um período
de 24 horas.
Procedimentos de descolagem dos brackets
A descolagem dos brackets foi realizada utilizando-se dois tipos
diferentes de alicates: (1) Alicate de Corte de Amarrilho (ACA) (Modelo i-552,
Rocky Mountain Orthodontics, Denver, USA); (2) Alicate para Remoção de
Brackets Anteriores (ARBA) (Modelo E-346, Piramid Orthodontics, Corte
Madera, EUA). Apesar de serem possíveis algumas variações na técnica de
descolagem, tal procedimento foi realizado de forma padronizada.6
O ACA foi posicionado diagonalmente nas margens cervical e incisal da
base dos brackets. O bracket foi removido com uma leve pressão do alicate
associada a um movimento rotacional no sentido horário (Figura 2,A).
O ARBA foi utilizado posicionando-se as suas pontas ativas na interface
bracket-esmalte nas margens cervical e incisal da base dos brackets. O bracket
7
foi, então, removido com um movimento de inclinação para cervical do alicate,
criando um eixo rotacional na margem cervical do bracket. (Figura 2,B)
Imediatamente após à remoção dos brackets, os dentes foram
novamente examinados com a TCO, gerando imagens da superfície do
esmalte em 3D (5mmx5mm) da região dos remanescentes adesivos.
Quantificação dos remanescentes adesivos em T1
As imagens dos remanescentes adesivos gerados após a remoção dos
brackets foram processadas no software ImageJ (versão 1.44p, Wayne
Rasband National Institutes of Health, EUA). Neste software foram feitas as
seguintes mensurações: (1) Área de adesivo remanescente; (2) Área de fratura
de esmalte (caso fosse observada alguma região de fratura); (3) Área de
fragmentos de bracket (caso fossem observados fragmentos de brackets
gerados pela sua fratura). Todas estas mensurações foram transformadas em
valores percentuais, tendo como base a área total da base dos brackets (Figura
3). Todas estas mensurações foram convertidas em porcentagem, de acordo
com a seguinte equação:
Procedimentos de remoção dos remanescentes adesivos
Para a remoção dos remanescentes adesivos foram utilizadas dois tipos
de brocas de Carboneto de Tungstênio (Carbide): (1) Brocas de alta rotação
(Modelo CF375R, Beijing Smart Technology, Beijing, China) à 300.000 RPM;
(2) Brocas de baixa rotação (Modelo CB27204, Beijing Smart Technology,
Beijing, China) 7500 RPM. Estes procedimentos foram realizados por um único
operador, com as brocas sempre posicionadas paralelamente ao longo eixo
dos dentes, com movimentos de vai-e-volta de mesial para distal. O
procedimento, para cada amostra, foi considerado concluído após observação,
visual e macroscópica, da remoção satisfatória dos remanescentes. Uma broca
nova foi utilizada para cada dez amostras. Ao fim desta etapa, novas leituras
com a TCO, em modo 2D (corte transversal), foram realizadas.
Quantificação dos remanescentes adesivos em T2
8
As imagens em corte transversal (2D) da camada de remanescente
adesivo após o uso das brocas de alta e de baixa rotação foram processadas
no software ImageJ. Neste software foram feitas as seguintes mensurações: (1)
maior profundidade da camada de adesivo remanescente (µm); (2) área da
camada de adesivo remanescente (µm2) (Figura 4).
Leituras com a TCO
Neste estudo, um sistema comercial de Tomografia por Coerência
Óptica do tipo espectral (Ganymede OCT/Thorlabs, Newton, EUA) produziu
imagens volumétricas e em cortes transversais. O sistema é baseado no
interferômetro de Michelson. Ele se conecta a um computador pré-configurado
e as imagens são obtidas por meio de uma varredura. A unidade base contém
a fonte de luz, que neste caso é um diodo superluminescente (DSL) cujo
comprimento de onda está centrado em 930nm, com largura espectral de
100nm. Com uma taxa de a-scan de 29kHz, este sistema consegue produzir 29
frames por segundo (fps) com 512 linhas por frames e uma resolução axial de
55μm. O sistema de TCO usado neste estudo produz imagens em 2D (corte
transversal) e em 3D (imagem volumétrica de superfície). As leituras com a
TCO foram realizadas antes da colagem dos brackets em T0 (2D e 3D), após a
remoção dos brackets em T1 (3D) e após a remoção dos remanescentes
adesivos em T2 (2D).
Análise estatística
Visando identificar diferença nos valores médios das três variáveis
analisadas em T1, segundo bracket e alicate, utilizou-se ANOVA a dois
critérios, modelo fatorial completo, uma vez que n=30. A homogeneidade de
variâncias entre os quatro grupos foi testada utilizando-se o teste de
homogeneidade de variâncias de Levene. A comparação entre os grupos após
o teste ANOVA indicar diferenças estatisticamente significantes foi feita
utilizando-se o teste de Games-Howell para variâncias heterogêneas, uma vez
que o teste de Levene indicou variâncias heterogêneas para as 3 variáveis.
Para as variáveis Área de fragmento do bracket e Área de fratura do esmalte,
que apresentaram valores constantes para metálico/ACA e metálico/ARBA,
além do teste ANOVA utilizou-se os testes não paramétricos U de Mann-
9
Whitney e de Kruskal-Wallis que conduziram às mesmas conclusões do teste
paramétrico ANOVA.
Com o objetivo de identificar se existia dependência estatisticamente
significativa entre a frequência de fraturas de esmalte ocorridas e as variáveis
independentes alicate e bracket, foi utilizado o teste do Qui-Quadrado. O nível
de significância adotado foi de 5%.
Para identificar diferença nos valores médios de profundidade e área da
camada de remanescentes adesivos em T2, segundo alicate e broca, testou-se
inicialmente a normalidade dos dados através do teste de normalidade
Kolmogorov-Smirnov e a homogeneidade de variâncias entre os tratamentos
utilizando o teste de Levene. Uma vez que todos os tratamentos apresentaram
distribuição normal, utilizou-se ANOVA a dois critérios, modelo fatorial
completo. A comparação entre os diferentes tratamentos, após o teste ANOVA
indicar diferenças estatisticamente significantes, foi feito utilizando o teste de
Games-Howell para variâncias heterogêneas, ou o teste de Tukey HSD para
variâncias homogêneas. O teste de correlação linear de Pearson foi utilizado
para comparar o comportamento das variáveis profundidade e área da camada
de remanescentes em T2.
RESULTADOS
Poder de reprodutibilidade das medidas efetuadas
Na Tabela 1 encontram-se a variância total, a variância do erro, a
variância do erro em relação à variância total (Erro de Dahlberg em %), bem
como o coeficiente de confiabilidade e o coeficiente de correlação de Pearson,
para as variáveis mensuradas durante o presente estudo. Para a análise do
erro de Dalhberg, de modo ideal, a variância do erro não deve exceder 3% da
variância total, sendo que apenas nos casos cuja variância do erro for maior
que 10% a mensuração seria imprópria27,28. No presente estudo o erro de
Dahlberg não ultrapassou 2,16% nas mensurações realizadas, indicando que o
avaliador reproduziu as medidas de forma aceitável (Tabela 1).
10
Análise do esmalte e quantificação do remanescente adesivo após a
descolagem (T1)
Na Figura 5 observa-se a comparação entre os intervalos de confiança e
os valores médios da área de remanescente adesivo sobre o esmalte, segundo
as variáveis bracket (metálico e cerâmico) e alicate (ACA e ARBA). A Tabela 2
apresenta o resultado do teste de comparações múltiplas de Games-Howell
para as variáveis presentes na Figura 5. Verificou-se que, apesar de os
brackets metálicos sempre apresentarem menor valor médio de remanescente
adesivo que os brackets cerâmicos, independentemente do tipo de alicate
usado para a descolagem, não houve diferença estatisticamente significativa
entre estes valores (p>0,05). Da mesma forma, não foi observada diferença
estatisticamente significativa (p>0,05) entre os alicates ACA e ARBA, tanto
para brackets metálicos como para brackets cerâmicos, mesmo que o alicate
ARBA tenha sempre apresentado valores médios de área de remanescente
adesivo menores que o ACA.
Na Figura 6 observa-se a comparação entre os intervalos de confiança e
os valores médios de área de fragmentos de bracket sobre o esmalte, segundo
as variáveis bracket (metálico e cerâmico) e alicate (ACA e ARBA). Observou-
se que as fraturas ocorreram apenas em brackets cerâmicos, e que o uso do
alicate ACA resultou em menor valor médio de fragmentos destes brackets. No
entanto, não houve diferença estatisticamente significativa entre a quantidade
de fragmentos produzidos pelo uso dos alicates ACA e ARBA (p>0,05).
Na Figura 7 observa-se a comparação entre os intervalos de confiança e
os valores médios de área de fratura do esmalte, segundo as variáveis bracket
(metálico e cerâmico) e alicate (ACA e ARBA). Observou-se que as fraturas de
esmalte ocorreram apenas em amostras coladas com brackets cerâmicos, e
que o uso do alicate ACA resultou em menor média de áreas de fratura. No
entanto, não houve diferença estatisticamente significativa entre a quantidade
de fraturas de esmalte produzidas pelo uso dos alicates ACA e ARBA (p>0,05).
A Figura 8 apresenta a frequência da ocorrência de fraturas de esmalte
segundo as variáveis bracket e alicate. Observa-se que o dano ao tecido
dentário ocorreu apenas na descolagem de brackets cerâmicos e que as duas
11
técnicas de descolagem produzem uma frequência de fraturas estatisticamente
semelhantes (p>0,05).
Profundidade e área da camada de remanescente adesivo após clean-up (T2)
Após a realização dos procedimentos de remoção dos remanescentes
adesivos, observou-se que o uso de broca de baixa rotação permite a obtenção
de uma superfície de esmalte com menor quantidade de resíduos adesivos
quando comparada ao uso de broca de alta rotação, tanto para a profundidade
(Figura 9) quanto para a área (Figura 10) da camada de remanescente adesivo
(p<0,05). O teste de correlação linear de Pearson demonstrou correlação
estatisticamente significativa entre os valores de profundidade e área
mensuradas (p<0,05; r=0,7662), o que indica que estes dois parâmetros podem
ser utilizados para quantificar a camada de remanescentes adesivos.
DISCUSSÃO
A descolagem de brackets é um procedimento que gera riscos de danos
ao esmalte dentário, na forma de rachaduras, arranhões ou perda de
tecido.29,30 A chave para a preservação deste tecido pode ser o uso de
instrumentos que evitem o desenvolvimento de falhas adesivas na interface
esmalte-adesivo, deixando sobre a superfície do dente a maior quantidade
possível de remanescentes adesivos.31 Knosel et al6 observaram que a
manutenção da integridade estrutural do esmalte após a descolagem coincide
com a presença de maiores quantidades de remanescentes adesivos.
Os dois alicates avaliados no presente estudo geraram grandes
quantidades de remanescentes adesivos: 87,29 ± 1,89% para o ACA e 80,96 ±
3,14% para o ARBA (Figura 1). A quantidade de remanescentes adesivos foi
estatisticamente semelhante para o uso destes dois alicates (p> 0.05), fato que
está em concordância com o estudo de Knosel.6 Estas observações sugerem
que, tanto o ACA quanto o ARBA, podem ser utilizados para a descolagem
com relativa segurança para os tecidos dentários, uma vez que as altas
quantidades de remanescentes adesivos geradas por ambos indicam falha
adesiva na interface bracket-adesivo. No entanto, em discordância com estes
resultados, Zarrinnia et al2 verificaram que o uso do ARBA promove falhas na
interface bracket-adesivo, enquanto que o ACA promove falhas na interface
12
adesivo-esmalte. Porém, como o número de amostras analisadas por Zarrinnia
et al2 para a comparação entre estes dois alicates foi pequena (n=6), talvez
estas observações não sejam conclusivas.
A descolagem de brackets cerâmicos ocorre principalmente por falha na
interface esmalte-adesivo,32 enquanto que a descolagem de brackets metálicos
resulta, na maioria dos casos, da falha na interface entre o adesivo e a base do
bracket.1,32,33 No presente estudo, o tipo de bracket (metálico ou cerâmico) não
foi capaz de influenciar, de forma estatisticamente significativa, a quantidade de
remanescentes adesivos sobre o esmalte após a descolagem (p>0.05), sendo
que para ambos os tipos de bracket houve uma maior incidência de falha na
interface adesivo-bracket.
Os brackets cerâmicos são extremamente friáveis, portanto, uma
pequena quantidade de energia pode ser suficiente para fraturá-los.34,35
Clinicamente, esta fratura durante sua descolagem é indesejável, pois a
permanência de fragmentos cerâmicos sobre o dente dificultam os
procedimentos de acabamento e polimento do esmalte em um momento
posterior.36,37 Fatores como o design, técnica de descolagem, força aplicada e
a presença de ranhuras ou defeitos no bracket podem influenciar a ocorrência
de fraturas dos brackets cerâmicos durante a sua descolagem.34,38 No presente
estudo foi verificado que, tanto o ACA quanto o ARBA, produziram quantidades
estatisticamente semelhantes de fragmentos cerâmicos sobre o esmalte após
os procedimentos de descolagem (p>0.05) (Figura 6).
No presente estudo verificou-se que as fraturas de esmalte ocorreram
unicamente durante a descolagem de brackets cerâmicos, revelando o maior
risco de danos promovidos por este procedimento quando comparada à
descolagem de brackets metálicos. Estudos prévios39-41 apontam uma maior
probabilidade de fratura de esmalte após a descolagem de brackets cerâmicos,
relacionando esta tendência à forte adesão destes dispositivos ao esmalte.
Observou-se, ainda, que o tipo de instrumento utilizado para a
descolagem não afetou significativamente tanto a extensão (Figura 7) quanto a
frequência (Figura 8) dos danos ao esmalte, uma vez que não foram
observadas diferenças estatisticamente significativas entre a área e a
13
frequência do dano produzido pelo uso de ACA ou ARBA (p>0,05). Estes
resultados estão de acordo com Knosel et al,6 que observaram maior incidência
de fraturas de esmalte após o uso do ARBA, porém não verificaram diferenças
estatisticamente significativas entre os dois métodos de descolagem.
Chen et al42 verificaram que a extensão e a incidência de fraturas de
esmalte não são modificadas se são utilizadas forças de tensão, cisalhamento
ou torção durante a remoção de brackets. Este fato pode justificar a ausência
de diferenças significativas na extensão da área de fratura observada pelo uso
do ACA e ARBA no presente estudo. No entanto, após realizar um estudo com
elementos finitos, Knox et al43 concluíram que fraturas no esmalte são mais
prováveis após a utilização de forças de torção quando comparadas a forças
de cisalhamento puras. Deve ser lembrado que, além da técnica utilizada para
a descolagem de brackets, fatores como a presença de trincas e defeitos
estruturais no esmalte, previamente à colagem destes dispositivos, também
podem aumentar o risco de fratura do esmalte.38,41 A exclusão de dentes com
danos no esmalte realizada no presente estudo minimiza este efeito.
Nenhum outro estudo realizado até o presente momento avaliou a
quantidade de remanescentes adesivos, em profundidade, após a realização
de diferentes procedimentos de clean-up. No presente estudo, a mensuração
da profundidade da camada de resíduos adesivos foi possível pelo uso da
TCO que permite a obtenção de imagens em corte longitudinal das estruturas
dentárias, em tempo real e de forma não-invasiva.
Verificou-se que o uso de brocas em baixa rotação permite uma remoção
mais efetiva dos remanescentes adesivos com relação às brocas em alta
rotação, uma vez que tanto a profundidade (Figura 9) quanto a área (Figura 10)
da camada de remanescentes adesivos foram significativamente menores após
o uso das brocas de baixa rotação (p<0,05). Estudos30,38,44 relatam que a
realização do clean-up com brocas de baixa rotação é um procedimento mais
seguro, pois envolve uma menor perda de esmalte durante sua execução.
Bishara et al38 ainda relataram que a remoção dos remanescentes adesivos por
meio de brocas de alta rotação origina uma superfície de esmalte
significativamente mais rugosa do que pelo uso de brocas de baixa rotação.
Apesar de diversos estudos2,30,33,34,44,45 avaliarem as características de
14
superfície do esmalte após a remoção dos remanescentes adesivos, não foi
encontrado na literatura nenhum estudo no qual foi avaliada a espessura da
camada de adesivo remanescente.
A menor quantidade possível de remanescentes após o clean-up, com
mínimas perdas de esmalte, deve ser almejada visando o reestabelecimento
dos tecidos dentários o mais próximo possível do seu estado original.
A Tomografia por Coerência Óptica apresenta grande potencial para uso
na pesquisa ortodôntica, e além disso, pode se tornar uma ferramenta muito útil
na prática clínica, pois o aparelho é capaz de avaliar as estruturas dentárias em
tempo real, de forma não invasiva, superficialmente (3D) e em profundidade
(2D). No entanto, mais estudos são necessários para se aperfeiçoar a técnica,
e assim, possibilitar o uso clínico desta tecnologia.
Conclusões
Por meio da analise da estrutura dentária com o OCT, após os
procedimentos de descolagem de brackets e clean-up, observou-se que:
1. O tipo de alicate (ACA ou ARBA) ou de bracket (metálico ou cerâmico)
utilizados não influenciam a quantidade de remanescentes adesivos sobre o
esmalte após descolagem;
2. Áreas de fraturas de esmalte e de fragmentos de brackets foram
observadas somente nas amostras com brackets cerâmicos, sendo que o tipo
de alicate (ACA ou ARBA) não influencia a quantidade de fragmentos
cerâmicos ou na extensão das áreas de fratura do esmalte;
3. O uso de brocas em baixa rotação permite uma remoção mais efetiva
dos remanescentes adesivos durante os procedimentos de cleanup.
15
REFERENCES
1. Pont HB, Ozcan M, Bagis B, Ren Y. Loss of surface enamel after bracket debonding: an in-vivo and ex-vivo evaluation. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2010;138:387 e381-389; discussion 387-389. 2. Zarrinnia K, Eid NM, Kehoe MJ. The effect of different debonding techniques on the enamel surface: an in vitro qualitative study. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1995;108:284-293. 3. Banerjee A, Paolinelis G, Socker M, McDonald F, Watson TF. An in vitro investigation of the effectiveness of bioactive glass air-abrasion in the 'selective' removal of orthodontic resin adhesive. Eur J Oral Sci 2008;116:488-492. 4. Campbell PM. Enamel surfaces after orthodontic bracket debonding. Angle Orthod 1995;65:103-110. 5. Tufekci E, Merrill TE, Pintado MR, Beyer JP, Brantley WA. Enamel loss associated with orthodontic adhesive removal on teeth with white spot lesions: an in vitro study. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2004;125:733-739. 6. Knosel M, Mattysek S, Jung K, Sadat-Khonsari R, Kubein-Meesenburg D, Bauss O et al. Impulse debracketing compared to conventional debonding. Angle Orthod 2010;80:1036-1044. 7. Karan S, Kircelli BH, Tasdelen B. Enamel surface roughness after debonding. Angle Orthod 2010;80:1081-1088. 8. Fujimoto JG. Optical coherence tomography for ultrahigh resolution in vivo imaging. Nat Biotechnol 2003;21:1361-1367. 9. Bouma BE, GJ T. Handbook of optical coherencetomography. New York: Marcel Dekker; 2002. 10. Bizheva K, Povazay B, Hermann B, Sattmann H, Drexler W, Mei M et al. Compact, broad-bandwidth fiber laser for sub-2-microm axial resolution optical coherence tomography in the 1300-nm wavelength region. Opt Lett 2003;28:707-709. 11. Schmitt JM, Yadlowsky MJ, Bonner RF. Subsurface imaging of living skin with optical coherence microscopy. Dermatology 1995;191:93-98. 12. Raffel OC, Akasaka T, Jang IK. Cardiac optical coherence tomography. Heart 2008;94:1200-1210. 13. Mogensen M, Thrane L, Jorgensen TM, Andersen PE, Jemec GB. OCT imaging of skin cancer and other dermatological diseases. J Biophotonics 2009;2:442-451. 14. Hee MR, Puliafito CA, Wong C, Duker JS, Reichel E, Rutledge B et al. Quantitative assessment of macular edema with optical coherence tomography. Arch Ophthalmol 1995;113:1019-1029. 15. Colston BW, Jr., Everett MJ, Da Silva LB, Otis LL, Stroeve P, Nathel H. Imaging of hard- and soft-tissue structure in the oral cavity by optical coherence tomography. Appl Opt 1998;37:3582-3585. 16. Colston B, Sathyam U, Dasilva L, Everett M, Stroeve P, Otis L. Dental OCT. Opt Express 1998;3:230-238. 17. Braz AK, Kyotoku BB, Gomes AS. In vitro tomographic image of human pulp-dentin complex: optical coherence tomography and histology. J Endod 2009;35:1218-1221. 18. Feldchtein F, Gelikonov V, Iksanov R, Gelikonov G, Kuranov R, Sergeev A et al. In vivo OCT imaging of hard and soft tissue of the oral cavity. Opt Express 1998;3:239-250.
16
19. Maia AM, Fonseca DD, Kyotoku BB, Gomes AS. Characterization of enamel in primary teeth by optical coherence tomography for assessment of dental caries. Int J Paediatr Dent 2010;20:158-164. 20. Baumgartner A, Dichtl S, Hitzenberger CK, Sattmann H, Robl B, Moritz A et al. Polarization-sensitive optical coherence tomography of dental structures. Caries Res 2000;34:59-69. 21. de Melo LS, de Araujo RE, Freitas AZ, Zezell D, Vieira ND, Girkin J et al. Evaluation of enamel dental restoration interface by optical coherence tomography. J Biomed Opt 2005;10:064027. 22. Braz AK, Aguiar CM, Gomes AS. Evaluation of the integrity of dental sealants by optical coherence tomography. Dent Mater 2011;27:e60-64. 23. Braz AK, Kyotoku BB, Braz R, Gomes AS. Evaluation of crack propagation in dental composites by optical coherence tomography. Dent Mater 2009;25:74-79. 24. de Melo Monteiro GQ, Montes MA, Rolim TV, de Oliveira Mota CC, de Barros Correia Kyotoku B, Gomes AS et al. Alternative methods for determining shrinkage in restorative resin composites. Dent Mater 2011;27:e176-185. 25. Garcez AS, Suzuki SS, Ribeiro MS, Mada EY, Freitas AZ, Suzuki H. Biofilm retention by 3 methods of ligation on orthodontic brackets: a microbiologic and optical coherence tomography analysis. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2011;140:e193-198. 26. Baek JH, Na J, Lee BH, Choi E, Son WS. Optical approach to the periodontal ligament under orthodontic tooth movement: a preliminary study with optical coherence tomography. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2009;135:252-259. 27. Houston WJ. The analysis of errors in orthodontic measurements. Am J Orthod 1983;83:382-390. 28. Midtgard J, Bjork G, Linder-Aronson S. Reproducibility of cephalometric landmarks and errors of measurements of cephalometric cranial distances. Angle Orthod 1974;44:56-61. 29. Rouleau BD, Jr., Marshall GW, Jr., Cooley RO. Enamel surface evaluations after clinical treatment and removal of orthodontic brackets. Am J Orthod 1982;81:423-426. 30. Zachrisson BU, Arthun J. Enamel surface appearance after various debonding techniques. Am J Orthod 1979;75:121-127. 31. Zachrisson BU, Skogan O, Hoymyhr S. Enamel cracks in debonded, debanded, and orthodontically untreated teeth. Am J Orthod 1980;77:307-319. 32. Odegaard J, Segner D. Shear bond strength of metal brackets compared with a new ceramic bracket. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1988;94:201-206. 33. Alessandri Bonetti G, Zanarini M, Incerti Parenti S, Lattuca M, Marchionni S, Gatto MR. Evaluation of enamel surfaces after bracket debonding: an in-vivo study with scanning electron microscopy. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2011;140:696-702. 34. Bishara SE, Trulove TS. Comparisons of different debonding techniques for ceramic brackets: an in vitro study. Part I. Background and methods. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990;98:145-153. 35. Scott GE. Fracture-Toughness and Surface Cracks - the Key to Understanding Ceramic Brackets. Angle Orthodontist 1988;58:5-8.
17
36. Karamouzos A, Athanasiou AE, Papadopoulos MA. Clinical characteristics and properties of ceramic brackets: A comprehensive review. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1997;112:34-40. 37. Bishara SE, Ostby AW, Laffoon J, Warren JJ. Enamel cracks and ceramic bracket failure during debonding in vitro. Angle Orthod 2008;78:1078-1083. 38. Bishara SE, Trulove TS. Comparisons of different debonding techniques for ceramic brackets: an in vitro study. Part II. Findings and clinical implications. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990;98:263-273. 39. Joseph VP, Rossouw E. The shear bond strengths of stainless steel and ceramic brackets used with chemically and light-activated composite resins. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990;97:121-125. 40. Winchester LJ. Bond strengths of five different ceramic brackets: an in vitro study. Eur J Orthod 1991;13:293-305. 41. Ghafari J. Problems associated with ceramic brackets suggest limiting use to selected teeth. Angle Orthod 1992;62:145-152. 42. Chen CS, Hsu ML, Chang KD, Kuang SH, Chen PT, Gung YW. Failure analysis: enamel fracture after debonding orthodontic brackets. Angle Orthod 2008;78:1071-1077. 43. Knox J, Jones ML, Hubsch P, Middleton J, Kralj B. An evaluation of the stresses generated in a bonded orthodontic attachment by three different load cases using the Finite Element Method of stress analysis. J Orthod 2000;27:39-46. 44. Hosein I, Sherriff M, Ireland AJ. Enamel loss during bonding, debonding, and cleanup with use of a self-etching primer. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2004;126:717-724. 45. Krell KV, Courey JM, Bishara SE. Orthodontic bracket removal using conventional and ultrasonic debonding techniques, enamel loss, and time requirements. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1993;103:258-266.
18
FIGURAS
Figura 1
Figura 1. Representação esquemática da divisão dos grupos experimentais
Figura 2
Figura 2. Posicionamento e sistema de forças geradas pelo (A) Alicate de Corte de
Amarrilho (ACA) e pelo (B) Alicate de Remoção de Brackets Anteriores (ARBA).
19
Figura 3
Figura 3. Imagens obtidas para mensuração das variáveis Área de
adesivo remanescente (RAd), Área de fratura de esmalte (setas), Área de fragmentos
de bracket (AFB); Esmalte (Esm).
Figura 4
Figura 4. Imagens utilizadas para mensuração das variáveis Profundidade da camada
de adesivo remanescente (PRA) em 4A e Área da camada de adesivo remanescente
(ARA) em 4B. Remanescente Adesivo (RAd); Esmalte (Esm).
20
Figura 5
Figura 5. Intervalos de confiança e valores médios de área de
remanescente adesivo sobre o esmalte (%), segundo o tipo de bracket
(metálico e cerâmico).
Figura 6
Figura 6. Intervalos de confiança e valores médios de área de
fragmentos dos brackets sobre o esmalte, segundo as variáveis
bracket (metálico e cerâmico) e alicate (ACA e ARBA).
21
Figura 7
Figura 7. Intervalos de confiança e valores médios de área de fratura de
esmalte, segundo as variáveis bracket (metálico e cerâmico) e alicate
(ACA e ARBA).
Figura 8
Figura 8. Frequência de fraturas de esmalte segundo as variáveis
bracket e alicate
Figura 9
22
Figura 9. Intervalos de confiança e valores médios de Profundidade (um)
da camada de remanescente adesivo após clean-up
Figura 10
Figura 10. Intervalos de confiança e valores médios de
Área (um2) da camada de remanescente adesivo após clean-
up
23
TABELAS
Tabela 1 – variância total, variância do erro, erro de Dalhberg, coeficiente de confiabilidade e coeficiente de correlação de Pearson para as mensurações realizadas.
MENSURAÇÃO VARIÂNCIA TOTAL
St2
VARIÂNCIA ERRO Se
2
ERRO DE DAHLBERG
(%)
COEF. CONFIAB.
(%)
COEF. CORREL.
(%)
Área Adesivo (%) 463,3082 10,0089 2,1603 97,8397 97,9241 Área Fragmento Bracket (%) 0,0000 0,0000 0,0000 100,0000 100,0000 Área Fratura Esmalte (%) 0,0000 0,0000 0,0000 100,0000 100,0000 Área camada remanescente (µm
2)
1,1091E+11 4,5599E+08 0,4111 99,5889 99,6375
Profundidade da camada remanescente. (µm)
3387,2622 0,2005 0,0059 99,9941 99,9946
Tabela 2 - Teste de comparações múltiplas de Games-Howell para a área de remanescente adesivo, segundo Bracket (metálico e cerâmico) e Alicate (ACA e ARBA).
(I) Bracket x Alicate
(J) Bracket x Alicate
Diferença média
Erro padrão
Valor p
Intervalo de confiança 95%
Limite inferior
Limite superior
Metálico/ACA Metálico/ ARBA 8.3467 6.0054 0.5113 -7.5884 24.2818
Cerâmico/ ACA -1.8123 3.8145 0.9641 -12.0355 8.4109
Cerâmico/ ARBA 2.5010 5.2726 0.9644 -11.4521 16.4541
Metálico/ARBA Metálico/ ACA -8.3467 6.0054 0.5113 -24.2818 7.5884
Cerâmico/ ACA -10.1590 5.1328 0.2153 -24.0056 3.6876
Cerâmico/ ARBA -5.8457 6.2925 0.7895 -22.5112 10.8199
Cerâmico/ ACA Metálico/ ACA 1.8123 3.8145 0.9641 -8.4109 12.0355
Metálico/ ARBA 10.1590 5.1328 0.2153 -3.6876 24.0056
Cerâmico/ ARBA 4.3133 4.2520 0.7421 -7.1133 15.7399
Cerâmico/ARBA Metálico/ ACA -2.5010 5.2726 0.9644 -16.4541 11.4521
Metálico/ ARBA 5.8457 6.2925 0.7895 -10.8199 22.5112
Cerâmico/ ACA -4.3133 4.2520 0.7421 -15.7399 7.1133
24
LISTA DE ABREVIATURAS
TCO - Tomografia por Coerência Óptica
ACA - Alicate de Corte de Amarrilho
ARBA - Alicate para Remoção de Brackets Anteriores
RRes - Área de adesivo remanescente
FBC - Área de fragmentos de bracket
Esm – Esmalte
FBC – Fragmentos de Bracket
PPR - Profundidade da camada de adesivo remanescente
ARA - Área da camada de adesivo remanescente
PRA – Profundidade de Remanescente Adesivo
RAd - Remanescente Adesivo
25
1. ARTIGO EM INGLÊS
26
Characterization of the enamel and adhesive remaining after removal of
brackets by optical coherence tomography
Jorge César Borges Leão Filho, DDS Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, Brazil. School of Health and Biosciences Dentistry Graduate Program – Orthodontics Email: [email protected]
Ana Karla Souza Braz Universidade Federal de Pernambuco, Pernambuco, Recife, Brazil. Biomedical Engineering Postgraduate Program Email: [email protected] Corresponding author
Orlando Motohiro Tanaka, DDS, PhD Professor, Graduate Dentistry Program, Orthodontics Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, Brazil School of Health and Biosciences Postdoctoral Fellow in The Center for Advanced Dental Education at Saint Louis University Email: [email protected]
27
ABSTRACT
Introduction: The aims of this study were (1) to quantitatively evaluate the
presence of adhesive remnants and fragments of brackets on enamel and of
enamel fractures after the debonding of metal and ceramic brackets; and (2) to
quantify the layer of adhesive remnants in depth after two different cleanup
procedures. Methods: Metal and ceramic brackets were bonded on 120 human
incisors and then debonded using two different techniques. The samples were
then submitted for enamel assessment with Optical Coherence Tomography
(OCT). In sequence, two different methods of removing the remaining adhesive
(tungsten carbide burs at high and low speed) were performed, and at the end
of these procedures, the remaining adhesive layer was measured with the OCT.
Results and conclusions: (1) The type of debonding technique (with side-
cutting pliers or anterior bracket removal pliers) and the type of bracket did not
influence the amount of adhesive remaining after debonding; (2) enamel
fractures were observed only in the samples bonded with ceramic brackets, and
the type of pliers did not influence the incidence and extent of enamel damage;
and (3) the low-speed burs were more effective in removing the remaining
adhesive.
28
INTRODUCTION
The development of adhesive systems led to the creation of effective
methods for bonding orthodontic brackets on enamel surfaces. Although this
procedure facilitates the assembly of orthodontic appliances, there is a dilemma
in its use. The adhesion should be strong enough to prevent bond failure during
treatment but also weak enough so that the enamel damage would be non-
existent or minimal during bracket removal after treatment.1
The most used techniques for debonding brackets include the use of
pliers that rely on a combination of tensile and shear forces to promote three
types of failures: (1) adhesive failure between the adhesive and the base of the
bracket; (2) adhesive failure between the adhesive and the enamel; and (3)
cohesive failure between the molecules of the adhesive layer. There is a
cohesive failure within the tissue in regions with enamel fractures.1
Debonding evaluations are most often performed using an optical
microscope and scanning electronic microscope.5,6-10 Scanning, tunneling and
atomic force microscopy (STM and AFM) have also been explored for dental
surface analysis.11 However, all these techniques only perform surface analysis.
Optical Coherence Tomography (OCT) is a well-established low-coherence
inter-ferometric technique that performs high resolution, ultra fast, non-invasive,
cross-sectional (2D) and volumetric (3D) tomographic imaging of tissue
microstructures.12,13 It is analogous to ultrasound techniques but uses light
instead of sound waves to generate biological tissue images.2
OCT has been widely used for medical purposes,3-5 mainly in
ophthalmology.6 In dentistry, this technology has been applied to the anatomical
characterization of dental7-9 and periodontal structures,7 detection of incipient
caries,10-12 evaluation of dental materials13-15 and restorations,16 qualitative
marker of biofilm formed around the brackets17 and evaluation of periodontal
ligament responses under orthodontic forces.18 However, there are no reports in
the literature on the use of OCT for evaluating the enamel structure after
debonding orthodontic brackets and after removing the remaining adhesive.
29
Therefore, the aims of this study were (1) to evaluate quantitatively the
presence of adhesive remnants and fragments of brackets on enamel and of
enamel fractures after the debonding of metal and ceramic brackets; (2) and to
quantify the layer of adhesive remnants in depth after two different cleanup
procedures.
MATERIALS AND METHODS
Tooth specimens
A total of 120 extracted human incisors acquired from a tooth bank of (the
name was omitted) and free from caries, cracks, abrasions and staining
(assessed by visual and OCT examination) were selected and stored in a 0.1％
thymol solution. The teeth were randomly divided into four groups (n=30)
according to the type of bonded brackets and the pliers used for debonding
(Table I). After debonding, each group was equally subdivided into two
subgroups (n=15), and for each subgroup, a different procedure was used for
removal of the adhesive remnants (low-speed and high-speed tungsten carbide
finishing bur). The experimental procedure using human teeth was submitted to
the Ethical Committee of the University and carried out in accordance with the
ethical guidelines for research with human participants.
Bonding procedure
Before the bonding procedure, the anterior surface of each tooth was
examined with an OCT (Ganymede/ Thorlabs) in a 3D and 2D mode to exclude
samples with any type of enamel damage. Then, for bonding of orthodontics
appliances, metallic brackets\Edgewise standard (American Orthodontics,
Sheboygan, USA) and ceramic brackets\Edgewise standard (Morelli, Sorocaba-
SP, Brazil) were used. The enamel surfaces were etched with 37% phosphoric
acid (Condac 37, FGM, Joinvile, Brazil) for 20 seconds, rinsed with water for 10
seconds and then air-dried. The bonding procedure was performed using the
Transbond Plus Color Change Adhesive System (3M Unitek, Monrovia USA)
according to the manufacturer’s instructions. The primer was used on the
enamel surface, while the adhesive resin was applied to the base of the
bracket. The brackets were positioned on the labial surface of the incisors, and
30
with a dynamometer pressure of 400g was exerted on the bracket before curing
the adhesive, in order to standardize the thickness of the adhesive layer under
the bracket. The adhesive was light-cured for 20 seconds on the incisal and
cervical side of the bracket using Radii-Cal equipment (SDI Inc., Bensenville,
USA). After the bonding procedure, the samples were stored in distilled water
for 24 hours.
Debonding procedure
Debonding was carried out 24 hours after bonding using two different
pliers: (1) Side Cutter (SC) (Model i-552, Rocky Mountain Orthodontics, Denver,
USA); (2) Anterior Bracket Removal plier (ABR) (Model E-346, Piramid
Orthodontics, Corte Madera, USA). Although variations in the use of these
instruments are possible, debonding was performed in a standardized
procedure,19 as follows:
The SC was placed diagonally at the bracket base, at the cervical and
incisal parts. The bracket was removed by gentle squeezing of the pliers and an
additional clockwise rotational movement. (Figure 2,A).
The ABR was applied by gripping below the bracket wings at the bracket-
enamel interface. By closing and downward tipping of the pliers, a rotational
axis was created at the apical bracket margin, thereby releasing the bracket.
(Figure 2,B)
After bracket removal, the teeth were again examined by OCT and 3D
volumetric images were obtained (two 3D images for each tooth).
Quantification of the adhesive remaining (T1)
The images of adhesive remaining generated after the removal of the
brackets were processed using ImageJ (Version 1.44p, Wayne Rasband
National Institutes of Health, USA). With this software, the following
measurements were made: (1) adhesive remaining area, (2) enamel fracture
area; and (3) area of the bracket fragments (generated by brackets fracture
during debonding) (Figure 3). All of these measurements were converted into
percentages, according to the following equation:
31
Cleanup procedure
Adhesive removal was carried out with two different types of burs: a high-
speed tungsten carbide finishing bur (Model CF375R, Beijing Smart
Technology, Beijing, China) and a low-speed tungsten carbide finishing bur
(Model CB27204, Beijing Smart Technology, Beijing, China). The cleanup was
performed by a single operator (J.L.), with the bur positioned parallel to the long
axis of the teeth and executed with horizontal movements. The procedure was
considered complete after visual and macroscopic observation of satisfactory
removal of the remnants. A new bur was used for each ten samples. After
cleanup, new readings using OCT in a 2D mode (cross-sectional images) were
performed.
Quantification of the adhesive remaining layer (T2)
The cross-sectional images (2D) of the adhesive remaining layer after
the cleanup procedure were processed with the ImageJ software. The following
measurements were made: (1) the greatest depth of the adhesive remaining
layer (μm); and (2) the area of adhesive remaining layer (μm2) (Figure 4).
OCT observation
In this study, a commercial spectral optical coherence tomography
system (Ganymede OCT/ Thorlabs) produced cross-sectional (2D) and
volumetric (3D) optical imaging. The system is based on the Michelson
interferometer set-up. It is connected to a preconfigured PC and the images are
obtained with a scanner probe. The base unit contains the super luminescent
diode (SLD) light source. The wavelength of the SLD is centered at 930nm, with
a spectral width of 100nm. With an A-scan rate of 29kHz, this system can
produce 29fps with 512 lines per frame and an axial resolution of 5μm.
Optical Coherence Tomography images were performed to evaluate the
surface of the intact enamel before bonding at T0 (2D and 3D), after bracket
removal at T1 (3D) and after residual resin removal at T2 (2D).
Statistical analysis
To identify differences in the mean values of the three measurements at
T1, (for variable brackets and pliers) we used a two-way ANOVA test (full
32
factorial design, n=30). The homogeneity of variances among the four groups
was tested using the Levene's test. The comparison between groups after
ANOVA test was performed using the Games-Howell test for heterogeneous
variances because the Levene's test indicated heterogeneous variances for 3
variables. For the area of the bracket fragments and the enamel fracture area,
which showed constant values for metallic/SC and metallic/ABR, the ANOVA
test was used with a nonparametric Mann-Whitney U and Kruskal-Wallis test.
These tests led to the same conclusions as the parametric test.
We used a Chi-square test to identify whether there was a statistically
significant association between the frequency of enamel fractures and the
independent variables (bracket and pliers). The level of significance was set at
5%.
To identify differences in the mean depth and the area of adhesive
remaining layer at T2 for the different groups, the Kolmogorov-Smirnov test was
used to assess the normality of the data and a Levene’s test was used to
assess the homogeneity of variances. Because all the treatments were normally
distributed, we used a two-way ANOVA test and a full factorial design. Then,
the Games-Howell test was used for heterogeneous variances, and the Tukey
HSD test was used for homogeneous variances. The Pearson's linear
correlation test was used to compare the behavior of the variables analyzed at
T2.
We performed a Dahlberg's error test to analyze errors in methodology
for all measurements obtained in the present study.
RESULTS
Reproducibility power of measurements
Table 1 shows the total variance, the variance of the error, the error
variance relative to the total variance (Dahlberg error in %), as well as the
confiability coefficient and Pearson's correlation coefficient for the variables
measured. Ideally, the Dahlberg's error should not exceed 3% of the total
variance. The measurement is considered improper for cases where the error
variance is greater than 10%.20,21 In this study, the Dahlberg error did not
33
exceed 2.16%, indicating that the evaluator acceptably reproduced the
measurements (Table 1).
Analysis of enamel and quantification of adhesive remaining after debonding
(T1)
Figure 5 shows the quantity of adhesive remaining on the enamel (%) for
the different brackets (metal and ceramic) and pliers (SC and ABR). Table 2
presents the results of the Games-Howell multiple comparison test for these
variables. It was found that although the metal brackets generated smaller
amounts of remaining adhesive than ceramic brackets regardless of the type of
pliers used for debonding, there was no statistically significant difference
between them (p> 0.05). Likewise, there was no statistically significant
difference (p> 0.05) between the SC and ABR groups, regardless of the type of
brackets. The ABR group values for the area of adhesive remaining was smaller
than for the SC group.
Figure 6 shows the area of bracket fragments for the different brackets
(ceramic and metallic) and pliers (SC and ABR). It was observed that fractures
occurred only in samples bonded with ceramic brackets and that the use of SC
resulted in a lower quantity of fragments. However, there was no statistically
significant difference in the area of bracket fragments produced by the use of
SC or ABR pliers (p> 0.05).
Figure 7 shows the area of the enamel fracture for the different brackets
(metal and ceramic) and pliers (SC and ABR). It was observed that the enamel
fracture occurred only in samples bonded with ceramic brackets and that the
use of SC pliers resulted in less extensive damage to the enamel. However,
there was no statistically significant difference in the extension of enamel
fractures produced by the use of SC or ABR pliers (p> 0.05).
Figure 8 shows the frequency of enamel fractures for the different
brackets and pliers. It was observed that the damage to the tooth tissue
occurred only after the debonding of ceramic brackets. The two debonding
techniques produced a statistically similar frequency of enamel fractures (p>
0.05).
Depth and area of the adhesive remaining layer after cleanup (T2)
34
After removing the remaining adhesive, it was observed that the use of
low-speed burs led to an enamel surface with less adhesive residue when
compared to the use of high-speed burs, which was true for both the depth
(Figure 9) and the area (Figure 10) of the adhesive remaining layer (p <0.05).
The Pearson's linear correlation test showed a statistically significant correlation
(p <0.05, r = 0.7662) between the values measured (depth and area), indicating
that these two parameters can be used to quantify the adhesive remaining
layer.
DISCUSSION
The debonding of brackets is a procedure that creates a risk of damage
to the enamel in the form of cracks, scratches or tissue loss.29,30 The key to the
preservation of this tissue may be the use of techniques that prevent the
development of adhesive failures at the enamel-adhesive interface, leaving as
much adhesive on the tooth surface as possible.22 Knosel et al19 observed that
maintaining the structural integrity of the enamel after debonding coincides with
the presence of larger quantities of adhesive remaining.
The two pliers evaluated in this study generated large amounts of
remaining adhesive: 87.29 ± 1.89% for the SC and 80.96 ± 3.14% for the ABR
(Figure 1) groups. The amount of adhesive remaining was not significantly
different after the use of these two pliers (p> 0.05), a result which is in
agreement with the study by Knosel.19 These observations suggest that both
SC and ABR pliers may be used for debonding. SC and ABR pliers are
relatively safe for dental tissues because the high amounts of adhesive
remnants generated by both indicate adhesive failure at the bracket-adhesive
interface. However, contrary to these findings, Zarrinnia et al23 found that the
use of ABR promotes failures at the bracket-adhesive interface, while SC
promotes failures at the enamel-adhesive interface. However, because the
number of samples analyzed by Zarrinnia et al23 was small (n = 6), perhaps
these observations are not conclusive.
The debonding of ceramic brackets mainly occurs because of failure at
the enamel-adhesive interface.24 On the other hand, the debonding of metal
brackets leads to, in most cases, a failure at the interface between the adhesive
and the bracket base.1,33,34 In the present study, the type of bracket (metal or
35
ceramic) did not significantly influence the amount of adhesive remaining on the
enamel after debonding (p> 0.05), indicating that there is a higher incidence of
failure at the adhesive-bracket interface for both types of brackets.
The ceramic brackets are extremely brittle, and therefore, a small amount
of energy can be enough to fracture them.25,26 Clinically, a bracket fracture
during debonding is undesirable because the presence of ceramic fragments on
the tooth hampers the polishing of the enamel.27,28 Factors such as bracket
design, debonding technique, amount of force applied and the presence of
defects in the bracket slots can influence the occurrence of fractures in ceramic
brackets during debonding.25,29 In this study, it was found that both SC and ABR
pliers produced statistically similar amounts of ceramic fragments on the
enamel after debonding procedures (p> 0.05) (Figure 6).
In this study, it was found that enamel fractures occurred only during the
debonding of ceramic brackets, revealing a greater risk of damage promoted by
this procedure compared to the debonding of metal brackets. Previous
studies30-32 indicated a higher likelihood of enamel fractures after the debonding
of ceramic brackets, which relates to the strong adhesion of ceramic brackets to
the enamel.
It was observed also that the type of pliers used for debonding did not
significantly affect both the extent (Figure 7) and the frequency (Figure 8) of
damage to the enamel because there were no statistically significant differences
between the area and frequency of damage produced by the use of SC or ABR
pliers (p> 0.05). These results are in agreement with Knosel et al,19 who
observed no statistically significant difference (p> 0.05) in the incidence of
enamel fractures after using ABR or SC pliers.
Chen et al33 found that the extent and incidence of enamel fractures are
not modified by tensile or shearing/twisting forces during the debonding of
brackets. This fact may explain the lack of significant differences in the extent of
the fracture area observed with SC and ABR pliers in this study. However, after
conducting a finite element study, Knox et al34 concluded that the enamel
fractures most likely occur after the use of torsional forces when compared to
pure shear forces. It must be remembered that, apart from the technique used
for debonding, the presence of cracks and structural defects in the enamel prior
36
to bonding can also increase the risk of enamel fracture.29,32 The exclusion of
teeth with enamel damage in the present study minimizes this effect.
This is the first study to assess the amount of adhesive remaining, in
depth, after performing different cleanup procedures. In this study, the
measurement of the adhesive remnants layer depth was possible with the use
of OCT, which obtains cross-sectional images of dental structures in a real-time
and non-invasive way.
It was found that the use of burs at low speed more effectively removes
the adhesive remaining compared to burs at high speed because both the depth
(Figure 9) and the area (Figure 10) of the adhesive remaining layer was
significantly lower after the use of the low-speed burs (p <0.05). Studies29,35,36
report that cleanup with low-speed burs is a safer procedure because it involves
less enamel loss than high-speed burs.
Bishara et al29 also reported that the removal of the adhesive remaining
using high-speed burs results in a significantly rougher enamel surface than
using low-speed burs. Although many studies23,25,35-38 have evaluated the
characteristics of the enamel surface after cleanup procedures, no studies have
analyzed the thickness of the remaining adhesive layer after cleanup.
The lowest possible amount of adhesive remaining after the cleanup,
with minimum loss of enamel, should be the aim at the end of orthodontic
treatment with a fixed appliance. This re-establishes the dental tissues as close
to their original state as possible.
Optical coherence tomography technology has great potential for use in
orthodontic research, and can become a useful tool in clinical practice because
it is able to assess the dental hard tissues non-invasively, superficially (3D) and
in-depth (2D). However, more efforts are needed to improve the technique and
the device to enable the clinical use of this technology.
CONCLUSIONS
Through analysis of the tooth structure with OCT after debonding and
cleanup procedures, the following observations were made:
37
1. The type of pliers (SC or ABR) or brackets (metal or ceramic) used did not
influence the amount of adhesive remaining on the enamel after debonding;
2. Areas of enamel fractures and bracket fragments were observed only in
samples bonded with ceramic brackets, and the type of pliers (SC or ABR) did
not influence the amount of ceramic fragments or the extent/incidence of
enamel damage;
3. The use of burs at low speed more effectively removed the adhesive remaining
during cleanup procedures.
38
REFERENCES
1. Pont HB, Ozcan M, Bagis B, Ren Y. Loss of surface enamel after bracket debonding: an in-vivo and ex-vivo evaluation. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2010;138:387 e381-389; discussion 387-389.
2. Bizheva K, Povazay B, Hermann B, Sattmann H, Drexler W, Mei M et al. Compact, broad-bandwidth fiber laser for sub-2-microm axial resolution optical coherence tomography in the 1300-nm wavelength region. Opt Lett 2003;28:707-709.
3. Schmitt JM, Yadlowsky MJ, Bonner RF. Subsurface imaging of living skin with optical coherence microscopy. Dermatology 1995;191:93-98.
4. Raffel OC, Akasaka T, Jang IK. Cardiac optical coherence tomography. Heart 2008;94:1200-1210.
5. Mogensen M, Thrane L, Jorgensen TM, Andersen PE, Jemec GB. OCT imaging of skin cancer and other dermatological diseases. J Biophotonics 2009;2:442-451.
6. Hee MR, Puliafito CA, Wong C, Duker JS, Reichel E, Rutledge B et al. Quantitative assessment of macular edema with optical coherence tomography. Arch Ophthalmol 1995;113:1019-1029.
7. Colston BW, Jr., Everett MJ, Da Silva LB, Otis LL, Stroeve P, Nathel H. Imaging of hard- and soft-tissue structure in the oral cavity by optical coherence tomography. Appl Opt 1998;37:3582-3585.
8. Colston B, Sathyam U, Dasilva L, Everett M, Stroeve P, Otis L. Dental OCT. Opt Express 1998;3:230-238.
9. Braz AK, Kyotoku BB, Gomes AS. In vitro tomographic image of human pulp-dentin complex: optical coherence tomography and histology. J Endod 2009;35:1218-1221.
10. Feldchtein F, Gelikonov V, Iksanov R, Gelikonov G, Kuranov R, Sergeev A et al. In vivo OCT imaging of hard and soft tissue of the oral cavity. Opt Express 1998;3:239-250.
11. Maia AM, Fonseca DD, Kyotoku BB, Gomes AS. Characterization of enamel in primary teeth by optical coherence tomography for assessment of dental caries. Int J Paediatr Dent 2010;20:158-164.
12. Baumgartner A, Dichtl S, Hitzenberger CK, Sattmann H, Robl B, Moritz A et al. Polarization-sensitive optical coherence tomography of dental structures. Caries Res 2000;34:59-69.
13. Braz AK, Aguiar CM, Gomes AS. Evaluation of the integrity of dental sealants by optical coherence tomography. Dent Mater 2011;27:e60-64.
14. Braz AK, Kyotoku BB, Braz R, Gomes AS. Evaluation of crack propagation in dental composites by optical coherence tomography. Dent Mater 2009;25:74-79.
15. de Melo Monteiro GQ, Montes MA, Rolim TV, de Oliveira Mota CC, de Barros Correia Kyotoku B, Gomes AS et al. Alternative methods for determining shrinkage in restorative resin composites. Dent Mater 2011;27:e176-185.
16. de Melo LS, de Araujo RE, Freitas AZ, Zezell D, Vieira ND, Girkin J et al. Evaluation of enamel dental restoration interface by optical coherence tomography. J Biomed Opt 2005;10:064027.
17. Garcez AS, Suzuki SS, Ribeiro MS, Mada EY, Freitas AZ, Suzuki H. Biofilm retention by 3 methods of ligation on orthodontic brackets: a microbiologic
39
and optical coherence tomography analysis. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2011;140:e193-198.
18. Baek JH, Na J, Lee BH, Choi E, Son WS. Optical approach to the periodontal ligament under orthodontic tooth movement: a preliminary study with optical coherence tomography. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2009;135:252-259.
19. Knosel M, Mattysek S, Jung K, Sadat-Khonsari R, Kubein-Meesenburg D, Bauss O et al. Impulse debracketing compared to conventional debonding. Angle Orthod 2010;80:1036-1044.
20. Houston WJ. The analysis of errors in orthodontic measurements. Am J Orthod 1983;83:382-390.
21. Midtgard J, Bjork G, Linder-Aronson S. Reproducibility of cephalometric landmarks and errors of measurements of cephalometric cranial distances. Angle Orthod 1974;44:56-61.
22. Zachrisson BU, Skogan O, Hoymyhr S. Enamel cracks in debonded, debanded, and orthodontically untreated teeth. Am J Orthod 1980;77:307-319.
23. Zarrinnia K, Eid NM, Kehoe MJ. The effect of different debonding techniques on the enamel surface: an in vitro qualitative study. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1995;108:284-293.
24. Odegaard J, Segner D. Shear bond strength of metal brackets compared with a new ceramic bracket. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1988;94:201-206.
25. Bishara SE, Trulove TS. Comparisons of different debonding techniques for ceramic brackets: an in vitro study. Part I. Background and methods. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990;98:145-153.
26. Scott GE. Fracture-Toughness and Surface Cracks - the Key to Understanding Ceramic Brackets. Angle Orthodontist 1988;58:5-8.
27. Karamouzos A, Athanasiou AE, Papadopoulos MA. Clinical characteristics and properties of ceramic brackets: A comprehensive review. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1997;112:34-40.
28. Bishara SE, Ostby AW, Laffoon J, Warren JJ. Enamel cracks and ceramic bracket failure during debonding in vitro. Angle Orthod 2008;78:1078-1083.
29. Bishara SE, Trulove TS. Comparisons of different debonding techniques for ceramic brackets: an in vitro study. Part II. Findings and clinical implications. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990;98:263-273.
30. Joseph VP, Rossouw E. The shear bond strengths of stainless steel and ceramic brackets used with chemically and light-activated composite resins. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1990;97:121-125.
31. Winchester LJ. Bond strengths of five different ceramic brackets: an in vitro study. Eur J Orthod 1991;13:293-305.
32. Ghafari J. Problems associated with ceramic brackets suggest limiting use to selected teeth. Angle Orthod 1992;62:145-152.
33. Chen CS, Hsu ML, Chang KD, Kuang SH, Chen PT, Gung YW. Failure analysis: enamel fracture after debonding orthodontic brackets. Angle Orthod 2008;78:1071-1077.
34. Knox J, Jones ML, Hubsch P, Middleton J, Kralj B. An evaluation of the stresses generated in a bonded orthodontic attachment by three different load cases using the Finite Element Method of stress analysis. J Orthod 2000;27:39-46.
40
35. Hosein I, Sherriff M, Ireland AJ. Enamel loss during bonding, debonding, and cleanup with use of a self-etching primer. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2004;126:717-724.
36. Zachrisson BU, Arthun J. Enamel surface appearance after various debonding techniques. Am J Orthod 1979;75:121-127.
37. Krell KV, Courey JM, Bishara SE. Orthodontic bracket removal using conventional and ultrasonic debonding techniques, enamel loss, and time requirements. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1993;103:258-266.
38. Alessandri Bonetti G, Zanarini M, Incerti Parenti S, Lattuca M, Marchionni S, Gatto MR. Evaluation of enamel surfaces after bracket debonding: an in-vivo study with scanning electron microscopy. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2011;140:696-702.
41
FIGURES
Figure 1
Figure 1. Schematic representation of the experimental groups
Figure 2
Figure 2. Positioning and forces generated by (A) SC and (B) ABR.
42
Figure 3
Figure 3. Images obtained for the measurement of variables. Adhesive
Remaining Area (ARA), enamel fracture area (arrows), Bracket Fragments Area
(BFA), Enamel (En).
Figure 4
Figure 4. Images obtained for the measurement of variables. Adhesive
Remaining Layer Depth (ARLD) in 4A and Adhesive Remaining Layer Area
(ARLA) in 4B. Adhesive Remnant (AR), Enamel (En).
43
Figure 5
Figure 5. Confidence intervals and the mean adhesive remaining area (%) on
the enamel according to the type of bracket (metal and ceramic) and type of
pliers (SC and ABR).
Figure 6
Figure 6. Confidence intervals and mean bracket fragment area (%) on the
enamel according to the type of bracket (metal and ceramic) and type of pliers
(SC and ABR).
44
Figure 7
Figure 7. Confidence intervals and the mean enamel fracture area (%) on the
enamel according to the type of bracket (metal and ceramic) and type of pliers
(SC and ABR).
Figure 8
Figure 8. Incidence of enamel fractures according to the type of bracket (metal
and ceramic) and type of pliers (SC and ABR).
45
Figure 9
Figure 9. Confidence intervals and the mean adhesive remaining layer depth
(µm) after cleanup.
Figure 10
Figure 10. Confidence intervals and the mean adhesive remaining layer area
(µm2) after cleanup.
46
TABLES
Table 1 – The total variance, the variance of the error, the error variance relative to the total variance (Dahlberg error in %), the confiability coefficient and Pearson's correlation coefficient for the variables measured.
Mensurations Total
Variance St2
Error Variance Se
2
Dahlberg's Error (%)
Reliability Coefficient (%)
Correlation Coefficient (%)
Adhesive remaining area (%) 463.3082 10.0089 2.1603 97.8397 97.9241
Bracket fragments area (%) 0,0000 0,0000 0,0000 100 100
Enamel fracture area (%) 0,0000 0,0000 0,0000 100 1000 Adhesive Remaining Layer Area (µm
2)
1.1091E+15 4.5599E+12 0,4111 99.5889 99.6375
Adhesive Remaining Layer Depth (µm)
3387.2622 0,2005 0,0059 999941 999946
Table 2 - Games-Howell multiple comparison test for adhesive remaining on the enamel (%), according to brackets (metal and ceramic) and pliers (SC and ABR).
(I) Bracket x Plier (J) Bracket x Plier Mean
Difference Standard
Error p
Value
95% confidence interval
Lower Bound
Upper Bound
Metalic/SC Metalic/ABR 8.3467 6.0054 0.5113 -7.5884 24.282
Ceramic/SC -1.8123 3.8145 0.9641 -12.036 8.4109
Ceramic/ABR 2.501 5.2726 0.9644 -11.452 16.454
Metalic/ABR Metalic/SC -8.3467 6.0054 0.5113 -24.282 7.5884
Ceramic/SC -10.159 5.1328 0.2153 -24.006 3.6876
Ceramic/ABR -5.8457 6.2925 0.7895 -22.511 10.82
Ceramic/SC Metalic/SC 1.8123 3.8145 0.9641 -8.4109 12.036
Metalic/ABR 10.159 5.1328 0.2153 -3.6876 24.006
Ceramic/ABR 4.3133 4.252 0.7421 -7.1133 15.74
Ceramic/ABR Metalic/SC -2.501 5.2726 0.9644 -16.454 11.452
Metalic/ABR 5.8457 6.2925 0.7895 -10.82 22.511
Ceramic/SC -4.3133 4.252 0.7421 -15.74 7.1133
47
LIST OF ABBREVIATIONS
OCT - Optical Coherence Tomography
SC – Side Cutter pliers
ABR – Anterior Bracket Removal pliers
ARA - Adhesive Remaining Area
BFA - Bracket Fragments Area
En – Enamel
ARLD - Adhesive Remaining Layer Depth
ARLA - Adhesive Remaining Layer Area
AR – Adhesive Remnant
48
2. ANEXOS
49
Anexo I - Parecer do Comitê de Ética em Pesquisa da PUCPR
50
Anexo II – Análise Estatística
Efeito das variáveis Bracket e Alicate na Área de remanescente adesivo,
Área sem adesivo, Área de fragmento do bracket e Área de fratura de
esmalte.
Tabela 1 – Teste de homogeneidade de variâncias
Levene Statistic df1 df2 Valor p
Área Adesivo (%) Based on Mean 4.761 3 116 0.00363 Área sem Adesivo (%) Based on Mean 5.662 3 116 0.00118 Área Fragmento do Bracket (%) Based on Mean 14.442 1 58 0.00035
Área Fratura esmalte (%) Based on Mean 6.167 1 58 0.01593
Tabela 2 – Estatística descritiva das variáveis Área de remanescente adesivo, Área sem adesivo, Área de fragmento do bracket e Área de fratura de esmalte, segundo Bracket e Alicate.
N Mean Std.
Deviation Std. Error
95% Confidence Interval for Mean
Minimum Maximum
Lower Bound
Upper Bound
Área Adesivo (%) Metálico/ACA 30 86.38 19.08 3.48 79.26 93.51 17.74 100.00
Metálico/ARBA 30 78.03 26.79 4.89 68.03 88.04 4.61 100.00
Cerâmico/ACA 30 88.19 8.51 1.55 85.02 91.37 58.76 100.00
Cerâmico/ARBA 30 83.88 21.68 3.96 75.79 91.98 0.00 100.00
Total 120 84.12 20.27 1.85 80.46 87.79 0.00 100.00
Área sem Adesivo (%) Metálico/ACA 30 13.49 18.89 3.45 6.43 20.54 0.00 82.26
Metálico/ARBA 30 21.33 25.83 4.72 11.69 30.98 0.00 95.39
Cerâmico/ACA 30 6.14 7.53 1.37 3.33 8.95 0.00 41.24
Cerâmico/ARBA 30 7.28 18.07 3.30 0.53 14.02 0.00 100.00
Total 120 12.06 19.49 1.78 8.54 15.58 0.00 100.00
Área Fragmento do Bracket (%)
Metálico/ACA 30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Metálico/ARBA 30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Cerâmico/ACA 30 5.27 6.60 1.21 2.80 7.73 0.00 27.00
Cerâmico/ARBA 30 8.00 13.58 2.48 2.93 13.07 0.00 40.00
Total 120 3.32 8.22 0.75 1.83 4.80 0.00 40.00
Área Fratura esmalte (%)
Metálico/ACA 30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Metálico/ARBA 30 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
Cerâmico/ACA 30 0.10 0.55 0.10 -0.10 0.30 0.00 3.00
Cerâmico/ARBA 30 0.60 2.28 0.42 -0.25 1.45 0.00 9.00
Total 120 0.18 1.19 0.11 -0.04 0.39 0.00 9.00
51
Tabela 3 – Teste de comparações múltiplas de Games-Howell para variâncias heterogêneas para a Área de Adesivo (%), segundo as variáveis Bracket e Alicate.
(I) Bracket x Alicate
(J) Bracket x Alicate
Mean Difference
(I-J) Std. Error Valor p
95% Confidence Interval
Lower Bound
Upper Bound
Metálico/ACA Metálico/ARBA 8.3466667 6.0054442 0.51126 -7.588425 24.281759
Cerâmico/ACA -1.8123333 3.8144530 0.96413 -12.035547 8.410881
Cerâmico/ARBA 2.5010000 5.2725612 0.96443 -11.452110 16.454110
Metálico/ARBA Metálico/ACA -8.3466667 6.0054442 0.51126 -24.281759 7.588425
Cerâmico/ACA -10.1590000 5.1327525 0.21527 -24.005559 3.687559
Cerâmico/ARBA -5.8456667 6.2924556 0.78946 -22.511231 10.819898
Cerâmico/ACA Metálico/ACA 1.8123333 3.8144530 0.96413 -8.410881 12.035547
Metálico/ARBA 10.1590000 5.1327525 0.21527 -3.687559 24.005559
Cerâmico/ARBA 4.3133333 4.2520218 0.74206 -7.113257 15.739923
Cerâmico/ARBA Metálico/ACA -2.5010000 5.2725612 0.96443 -16.454110 11.452110
Metálico/ARBA 5.8456667 6.2924556 0.78946 -10.819898 22.511231
Cerâmico/ACA -4.3133333 4.2520218 0.74206 -15.739923 7.113257
Tabela 4 – Teste de comparações múltiplas de Games-Howell para variâncias heterogêneas para a Área de fragmento do bracket (%), segundo as variáveis Bracket e Alicate.
(I) Bracket x Alicate
(J) Bracket x Alicate
Mean Difference
(I-J)
Std. Error
Valor p
95% Confidence Interval
Lower Bound
Upper Bound
Metálico/ACA Metálico/ARBA .00000 .00000 1.00000 .0000 .0000
Cerâmico/ACA -5,26667* 1.20529 0.00080 -8.5505 -1.9828
Cerâmico/ARBA -8,00000* 2.47888 0.01547 -14.7537 -1.2463
Metálico/ARBA Metálico/ACA .00000 .00000 1.00000 .0000 .0000
Cerâmico/ACA -5,26667* 1.20529 0.00080 -8.5505 -1.9828
Cerâmico/ARBA -8,00000* 2.47888 0.01547 -14.7537 -1.2463
Cerâmico/ACA Metálico/ACA 5,26667* 1.20529 0.00080 1.9828 8.5505
Metálico/ARBA 5,26667* 1.20529 0.00080 1.9828 8.5505
Cerâmico/ARBA -2.73333 2.75636 0.75495 -10.1066 4.6399
Cerâmico/ARBA Metálico/ACA 8,00000* 2.47888 0.01547 1.2463 14.7537
Metálico/ARBA 8,00000* 2.47888 0.01547 1.2463 14.7537
Cerâmico/ACA 2.73333 2.75636 0.75495 -4.6399 10.1066
52
Tabela 5 – Teste de comparações múltiplas de Games-Howell para variâncias heterogêneas para a Área de fratura de esmalte(%), segundo as variáveis Bracket e Alicate.
(I) Bracket x Alicate (J) Bracket x
Alicate
Mean Difference
(I-J)
Std. Error
Valor p 95% Confidence Interval
Lower Bound Upper Bound
Metálico/ACA Metálico/ARBA .00000 .00000 1.00000 .0000 .0000
Cerâmico/ACA -.10000 .10000 0.75058 -.3725 .1725
Cerâmico/ARBA -.60000 .41689 0.48603 -1.7358 .5358
Metálico/ARBA Metálico/ACA .00000 .00000 1.00000 .0000 .0000
Cerâmico/ACA -.10000 .10000 0.75058 -.3725 .1725
Cerâmico/ARBA -.60000 .41689 0.48603 -1.7358 .5358
Cerâmico/ACA Metálico/ACA .10000 .10000 0.75058 -.1725 .3725
Metálico/ARBA .10000 .10000 0.75058 -.1725 .3725
Cerâmico/ARBA -.50000 .42871 0.65194 -1.6609 .6609
Cerâmico/ARBA Metálico/ACA .60000 .41689 0.48603 -.5358 1.7358
Metálico/ARBA .60000 .41689 0.48603 -.5358 1.7358
Cerâmico/ACA .50000 .42871 0.65194 -.6609 1.6609
Frequência de danos ao esmalte após a descolagem
Tabela 6 – Frequência ocorrida e esperada de fratura de esmalte
Bracket Total
Metálico Cerâmico
Área Fratura esmalte (%)
Ausente Count 60 57 117
Expected Count 58.5 58.5 117.0
% within Área Fratura esmalte (%)
51.3% 48.7% 100.0%
Presente Count 0 3 3
Expected Count 1.5 1.5 3.0
% within Área Fratura esmalte (%)
0.0% 100.0% 100.0%
Total Count 60 60 120
Expected Count 60.0 60.0 120.0
% within Área Fratura esmalte (%)
50.0% 50.0% 100.0%
53
Tabela 7 – Teste do Qui-Quadrado para análise da frequência de danos ao esmalte
Value df Valor p
Pearson Chi-Square 3,077a 1
0.0794 Continuity Correction
b 1.368 1
0.2422 Fisher's Exact Test
0.2437 N of Valid Cases 120
a. 2 cells (50,0%) have expected count less than 5. The minimum expected count is 1,50.
b. Computed only for a 2x2 table
Efeito das variáveis Alicate e Broca na área e profundidade de
remanescente adesivo
Tabela 8 – Teste de homogeneidade de variâncias
Alicate x Broca
Kolmogorov-Smirnov
Statistic df Valor p
Profundidade (µm) ACA/Alta Rotação .109 15 0.20000
ACA/Baixa Rotação .192 15 0.14191
ARBA/Alta Rotação .126 15 0.20000
ARBA/Baixa Rotação
.210 15 0.07473
Área (µm2) ACA/Alta Rotação .164 15 0.20000
ACA/Baixa Rotação .199 15 0.11350
ARBA/Alta Rotação .200 15 0.10804
ARBA/Baixa Rotação
.186 15 0.17480
Tabela 9 – Estatística descritiva das variáveis Profundidade da camada de remanescentes (µm) e Área de da camada de remanescentes (µm
2), segundo Bracket e Alicate.
N Mean
Std. Deviation
Std. Error
95% Confidence Interval for Mean
Minimum Maximum
Lower Bound
Upper Bound
Profundidade (µm) Alta Rotação 30 109.12 65.63 11.98 84.61 133.62 0.00 232.85
Baixa Rotação 30 65.69 56.03 10.23 44.77 86.61 0.00 247.29
Total 60 87.40 64.34 8.31 70.79 104.02 0.00 247.29
Área (µm2) Alta Rotação 30 495941.53 502846.51 91806.79 308175.56 683707.51 0.00 2322638.00
Baixa Rotação 30 133685.20 129264.68 23600.39 85416.98 181953.43 0.00 481933.00
Total 60 314813.37 407260.38 52577.09 209606.86 420019.88 0.00 2322638.00
54
Tabela 10 – Teste de comparações múltiplas de Tukey HSD para variâncias heterogêneas para a Profundidade da camada de remanescentes (µm), segundo as variáveis Bracket e Alicate
(I) Alicate x Broca (J) Alicate x Broca Mean
Difference (I-J)
Std. Error
Valor p
95% Confidence Interval
Lower Bound
Upper Bound
ACA/Alta Rotação ACA/Baixa Rotação 66,98267* 21.94613 0.01773 8.8718 125.0936
ARBA/Alta Rotação 4.73667 21.94613 0.99641 -53.3742 62.8476
ARBA/Baixa Rotação 24.60267 21.94613 0.67820 -33.5082 82.7136
ACA/Baixa Rotação ACA/Alta Rotação -66,98267* 21.94613 0.01773 -125.0936 -8.8718
ARBA/Alta Rotação -62,24600* 21.94613 0.03130 -120.3569 -4.1351
ARBA/Baixa Rotação -42.38000 21.94613 0.22695 -100.4909 15.7309
ARBA/Alta Rotação ACA/Alta Rotação -4.73667 21.94613 0.99641 -62.8476 53.3742
ACA/Baixa Rotação 62,24600* 21.94613 0.03130 4.1351 120.3569
ARBA/Baixa Rotação 19.86600 21.94613 0.80211 -38.2449 77.9769
ARBA/Baixa Rotação ACA/Alta Rotação -24.60267 21.94613 0.67820 -82.7136 33.5082
ACA/Baixa Rotação 42.38000 21.94613 0.22695 -15.7309 100.4909
ARBA/Alta Rotação -19.86600 21.94613 0.80211 -77.9769 38.2449
Tabela 11 – Teste de comparações múltiplas de Tukey HSD para variâncias heterogêneas para a Área da camada de remanescentes (µm), segundo as variáveis Bracket e Alicate
(I) Alicate x Broca (J) Alicate x
Broca Mean
Difference (I-J) Std. Error Valor p
95% Confidence Interval
Lower Bound Upper Bound
ACA/Alta Rotação ACA/Baixa Rotação
485861.72889 152823.99427 0.02866 44844.8617 926878.5961
ARBA/Alta Rotação
150866.93333 184675.74644 0.84591 -356753.0433 658486.9099
ARBA/Baixa Rotação
389517.86667 154813.51258 0.09622 -54683.8099 833719.5432
ACA/Baixa Rotação ACA/Alta Rotação
-4.85862E+05 152823.99427 0.02866 -926878.5961 -44844.8617
ARBA/Alta Rotação
-3.34995E+05 110063.09642 0.03565 -650632.2013 -19357.3898
ARBA/Baixa Rotação
-9.63439E+04 44451.96900 0.15952 -218433.4129 25745.6885
ARBA/Alta Rotação ACA/Alta Rotação
-1.50867E+05 184675.74644 0.84591 -658486.9099 356753.0433
ACA/Baixa Rotação
334994.79556 110063.09642 0.03565 19357.3898 650632.2013
ARBA/Baixa Rotação
238650.93333 112809.28883 0.18764 -81765.8128 559067.6795
ARBA/Baixa Rotação
ACA/Alta Rotação
-3.89518E+05 154813.51258 0.09622 -833719.5432 54683.8099
ACA/Baixa Rotação
96343.86223 44451.96900 0.15952 -25745.6885 218433.4129
ARBA/Alta Rotação
-2.38651E+05 112809.28883 0.18764 -559067.6795 81765.8128
55
Tabela 12 – Teste de correlação linear de Pearson entre as variáveis Profundidade da camada de remanescentes (µm) e Área de da camada de
remanescentes (µm2)
Profundidade
(um) Área (um2)
Profundidade (um) Pearson Correlation 1 ,766**
Valor p
0.00000
N 60 60
Área (um2) Pearson Correlation ,766** 1
Valor p 0.00000
N 60 60
Gráfico 1 - Correlação linear de Pearson para as variáveis Profundidade da camada de
remanescentes (µm) e Área de da camada de remanescentes (µm2)
56
Anexo III – Metodologia estendida
Procedimentos de colagem
Figura 1 – A, Incisivo hígido; B, Condicionamento ácido; C, Aplicação do sistema adesivo; D, Fotopolimerização; E, Procedimento de colagem finalizado.
Figura 2 - Dimamômetro Figura 3 – Posicionamento do
dimamômetro, previamente à
fotopolimetrização do cimento adesivo
57
Procedimentos de leitura no OCT
Figura 4 – Amostra em posição durante realização de leitura no TCO
58
Anexo IV – Normas para publicação – American Journal of Orthodontics
and Dentofacial Orthopedics
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59
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structured abstract contains the following sections: Introduction, describing the
problem; Methods, describing how the study was performed; Results,
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3. Manuscript. The manuscript proper should be organized in the following
sections: Introduction and literature review, Material and Methods, Results,
Discussion, Conclusions, References, and figure captions. Express
measurements in metric units, whenever practical. Refer to teeth by their full
name or their FDI tooth number. For style questions, refer to the AMA Manual of
Style, 9th edition. Cite references selectively, and number them in the order
cited. Make sure that all references have been mentioned in the text. Follow the
format for references in "Uniform Requirements for Manuscripts Submitted to
Biomedical Journals" (Ann Intern Med 1997;126:36-47); http://www.icmje.org
. Include the list of references with the manuscript proper. Submit figures and
tables separately (see below); do not embed figures in the word processing
document.
4. Figures. Digital images should be in TIF or EPS format, CMYK or grayscale,
at least 5 inches wide and at least 300 pixels per inch (118 pixels per cm).Do
60
not embed images in a word processing program. If published, images could be
reduced to 1 column width (about 3 inches), so authors should ensure that
figures will remain legible at that scale. For best results, avoid screening,
shading, and colored backgrounds; use the simplest patterns available to
indicate differences in charts. If a figure has been previously published, the
legend (included in the manuscript proper) must give full credit to the original
source, and written permisson from the original publisher must be included. Be
sure you have mentioned each figure, in order, in the text.
5. Tables. Tables should be self-explanatory and should supplement, not
duplicate, the text. Number them with Roman numerals, in the order they are
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61
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