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AUTARQUIA ASSOCIADA À UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Estudo “in vidro” comparativo da força de adesão na colagem de
acessórios ortodônticos após o condicionamento do esmalte
com ácido, laser Er,Cr:YSGG e laser mais ácido
Valéria Luiza Silva
Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do Grau de Mestre Profissional em Lasers na Odontologia Orientadora: Profa. Dra. Martha M. F. Vieira
Co-orientador: Prof. Edgar Y. Tanji
São Paulo
2010
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INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGETICAS E NUCLEARES
FACULDADE DE ODONTOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESTUDO “IN VITRO” COMPARATIVO DA FORÇA DE UNIÃO ENTRE
ESMALTE IRRADIADO COM LASER Er,Cr:YSGG E ESMALTE NÃO
IRRADIADO NA COLAGEM DE ACESSÓRIOS ORTODÔNTICOS
Valéria Luiza Silva
Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do Grau de Mestre
Profissional na área de Lasers em Odontologia
Orientadora: Profa. Martha M. F. Vieira
Co-orientador: Prof. Edgar Y. Tanji
São Paulo 2010
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DEDICÁTORIA
A minha querida irmã e grande amiga Viviane Izabella Augustin que
tanto me incentivou e acreditou em mim, minha eterna gratidão.
A toda minha família, em especial minha mãe que sempre esteve ao
meu lado principalmente nos momentos de maiores dúvidas e medos, me
apoiando de forma imparcial e firme para que eu pudesse escolher o melhor
caminho. Ao meu cunhado por tamanha bondade e dedicação a família e minha
sobrinha Izabella a flor que perfuma nossos dias tornando-os cada dia melhores.
Ao meu querido Ricardo que me trouxe a calma e a alegria dos dias de
hoje.
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AGRADECIMENTOS
A Deus por ter me dado força para chegar até aqui.
A orientadora Profa Dra Martha Vieira pela competência, extrema
paciência, apoio e dedicação durante a execução e elaboração deste trabalho.
Tendo muito me ajudado a crescer tanto no campo acadêmico, como no campo
profissional e principalmente no campo pessoal.
Ao Profo Dr. Edgar Tanji por compartilhar do seu vasto conhecimento
durante o ensinamento, pela amizade e orientações prestadas.
A equipe de funcionários do IPEN e LELO pelo carinho e presteza,
especialmente a Liliane de Souza do LELO e a Elza Papp do IPEN.
Ao Profo Prof. Nilson Vieira Jr pelo apoio na conclusão deste trabalho.
A todos os professores que de alguma forma colaboraram para a
execução desta pesquisa.
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"A mente que se abre a uma nova idéia jamais voltará ao seu tamanho
original." Albert Einstein.
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ESTUDO “IN VITRO” COMPARATIVO DA FORÇA DE ADESÃO NA COLAGEM
DE ACESSÓRIOS ORTODÔNTICOS APÓS CONDICIONAMENTO DO
ESMALTE COM ÁCIDO, LASER Er,Cr:YSGG E LASER MAIS ÁCIDO
Valéria Luiza Silva
RESUMO
Esta pesquisa teve por objetivo medir e comparar à força de adesão
dos braquetes de metal colados com adesivo resinoso e resina ortodôntica à
superfície de esmalte dental submetido a três condicionamentos diferentes e,
após a descolagem dos braquetes, avaliar o aspecto do esmalte. Para o
experimento foram utilizados 48 incisivos inferiores extraídos de bovinos. Os
dentes foram fixados em resina acrílica e divididos em três grupos: Grupo I: o
esmalte foi condicionado com ácido fosfórico a 37%. Grupo II: o esmalte foi
condicionado com laser Er,Cr:YSGG. Grupo III: o esmalte foi condicionado com
laser Er,Cr:YSGG seguido de condicionamento com ácido fosfórico 37%. Os
braquetes foram colados com resina na superfície vestibular de cada corpo de
prova. Posteriormente as amostras foram encaminhadas ao teste de cisalhamento
e os resultados submetidos à análise de variância estatística (ANOVA). Os
resultados deste estudo mostraram que: - Grupo I obteve uma força média de
adesão de 12 MPa ± 4,5 MPa - Grupo II a força média foi de 8,8 ± 5,1 MPa - e no
Grupo III a força média foi de 10,6 ± 3,0 MPa. Estatisticamente não houve
diferença entre os grupos. Foi também feita uma avaliação do IRA – Índice
Remanescente de Adesivo nos três grupos, sendo observado que nos grupos
irradiados com laser o IRA no esmalte foi maior, o que mostra a boa adesão e é
um fator positivo na remoção dos braquetes. Concluiu-se que o laser
Er,Cr:YSGG, nos parâmetros utilizados, pode ser um substituto ao
condicionamento com ácido e que não há contribuição significativa na realização
do condicionamento com ácido após a irradiação com o laser.
Palavras chaves: colagem dentária, braquetes ortodônticos, lasers,
condicionamento ácido dentário.
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IN VITRO STUDY COMPARING THE ADHESION OF ORTHODONTIC
BRACKETS AFTER ACID, Er,Cr:YSGG LASER AND LASER PLUS ACID
ENAMEL CONDITIONING
ABSTRACT
The purpose of this work was to compare the adhesion of orthodontic brackets to
enamel surface after conditioning with acid, with Er,Cr:YSGG laser and with
Er,Cr:YSGG laser plus acid. For the experiment 48 bovine inferior incisive teeth
were used. The teeth were fixed in acrylic resin and divided into three groups:
Group I: the enamel was conditioned with phosphoric 37%; Group II: the enamel
was conditioned with the Er,Cr:YSGG laser; Group III: the enamel was conditioned
with Er,Cr:YSGG laser followed by phosphoric acid 37% condiitioning. After the
procedure the brackets were bonded to the enamel surface with resin. Strength
shear was assessed and analysis of ARI was performed. Statistical analysis
showed no differences among the groups indicating that the conditioning with the
Er,Cr:YSGG laser can be used within the parameters applied and is comparable to
the traditional acid conditioning. The acid conditioning following the laser
irradiation brought no improvement. The amount of adhesive remaining on enamel
was higher for the laser groups pointing out the good adhesion. Concluding, the
Er,Cr:YSGG laser irradiation may be used as an alternative procedure for enamel
conditioning.
Key words: dental bond, orthodontic brackets, lasers, acid etching dental.
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LISTA DE ABREVIATURAS
A - Área da base do braquete.
APF- Flúor fosfato acidulado.
cm - Centímetro.
F - Força.
IRA- Índice de remanescente do adesivo.
kgf - Quilograma-força.
kgf/cm2- Quilograma-força por centímetro quadrado.
MEV- Microscópio eletrônico de varredura.
mj- Milijoules.
mm- Milímetro.
mm2- Milímetro quadrado.
MPa - MegaPascal.
mW - Miliwatts.
N - Newton.
nm - Nanômetros.
ns - Nanosegundos
ºC - Graus Celsius.
% - Por cento.
P.V.C. - Policloreto de vinila.
pps - Picossegundos.
RC - Resistência ao cisalhamento.
ms - Milisegundos.
Er:YAG - Érbio: Ítrio, alumínio, granada.
Er,Cr:YSGG - Érbio,Cromo:Ítrio, escândio, gálio, granada.
hz - Hertz.
mJ - Milijoules.
j/cm2 _ Joule por centímetro quadrado.
Ca - Cálcio.
P - Fósforo.
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m - Micrômetro- submúltiplo de metro.
nm- Nanômetro.
CO2- Dióxido de carbono.
W- Watt- unidade de potência.
W/cm²- Watt por centímetros quadrado.
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SUMÁRIO
Página
1. INTRODUÇÃO......................................................................................... 1
2. OBJETIVOS............................................................................................. 4
3. REVISÃO DA LITERATURA................................................................... 5
3.1. Esmalte Dental...................................................................................... 5
3.2. Laser ..................................................................................................... 7
3.3. Interação da luz com a matéria ............................................................ 7
3.4. Absorção .............................................................................................. 8
3.5. Laser na Odontologia ........................................................................... 9
3.6. Laser de érbio ....................................................................................... 10
3.7. Aumento da resistência à cárie em tecidos irradiados ......................... 13
3.8. Condicionamento ácido do esmalte dental .. ......................................... 16
3.9. Condicionamento do esmalte dental a laser......................................... 18
4. MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................... 25
4.1. Materiais ............................................................................................. 25
4.1.2. Parâmetros Laser Er,Cr:YSGG ........................................................ 26
4.1.3. Dentes................................................................................................ 27
4.1.4. Braquetes ........................................................................................... 28
4.1.5. Sistemas de adesão........................................................................... 28
4.2. Métodos............................................................................................... 28
4.2.1. Limpeza e estocagem dos dentes...................................................... 28
4.2.2. Preparo dos corpos de prova............................................................. 28
4.2.3. Procedimentos prévios a colagem .................................................... 29
4.2.4. Grupos avaliados............................................................................... 29
4.2.5. Colagem dos braquetes ..................................................................... 30
4.2.7. Ensaio de resistência ao cisalhamento .............................................. 31
5. Resultados............................................................................................... 34
6. Discussão................................................................................................ 41
7. Conclusão................................................................................................ 49
9. Referências Bibliográficas..................................................................... 48
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1 - INTRODUÇÃO
A colagem dos acessórios ortodônticos é baseada na união mecânica
de um adesivo á superfície retentiva de esmalte e do acessório ortodôntico.
A preparação do dente comumente usada para colagem consiste na
remoção de uma película de esmalte criando irregularidades nesta face do dente,
através da limpeza e aplicação de ácido fosfórico de 35 % por 20 a 30 segundos,
tal procedimento, permite abrir os poros entre os prismas do esmalte para que o
adesivo possa penetrar. O adesivo promove a união entre superfície retentiva e o
compósito resinoso aderido no acessório ortodôntico. (PROFITT e FIELDS 2002).
No entanto, embora haja um grande número de materiais fornecidos
comercialmente, a união resina e esmalte é relativamente fraca resultando em
freqüentes fracassos na colagem além de promover áreas de retenção de placa e
de difícil higienização tornando comum o aparecimento de manchas brancas e
cárie durante o tratamento ortodôntico ou após a remoção do aparelho.
As primeiras aplicações com laser são reportadas desde 1964 (STERN
e SOGNNAES 1964). Estudos mostram que após o condicionamento laser do
esmalte dental, obtém-se uma superfície áspera e rugosa capaz de promover a
microrretenção mecânica aos materiais restauradores, além de promover
alterações morfológicas que tornam o esmalte mais ácido resistente, prevenindo
cárie. (STERN e SOGNNAES 1964; KAYANO et al., 1989; FEATHERSTONE et
al., 1996; FRIED et al., 1996; HOSSAIN et al., 1999, HOSSAIN et al., 2001;LEE et
al., 2003; CEBALLOS et al., 2001; FREITAS 2005).
Os lasers que apresentam comprimento de onda ressonantes com a
hidroxiapatita e a água, presentes no esmalte dental, são os lasers de érbio:
Er;Cr:YSGG e Er:YAG (2,94 m, 2,79 m e 2,78 m), ambos podem ser usados
em ablação de tecidos duros dentais (RIZOIU et al., 1998; MTSUMOTO et al.,
2002; ZEZELL et al., 2005), possibilitando preparos cavitários e condicionamento
da superfície de esmalte, com o mínimo de injúrias à polpa e aos tecidos
circundantes. (KELLER 1989; KELLER et al., 1991; EVERSOLE e RIZOIU 1995;
ViISURI et al., 1996; COZEAN et al., 1997; HIBST e KELLER et al., 1998;
HOSSAIN et al., 1999; MATSUMOTO et al., 2002; HOSSAIN et al., 2003).
Os lasers de érbio promovem mudanças morfológicas nas superfícies
de esmalte tais como: irregularidades (LIBERMAN et al., 1984; ABED e HESS
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1990; ROBERTS-HARRY 1992; VON FRAUNHOFER et al., 1993), áreas com
cristalização e derretimento da hidroxiapatita, criam superfícies com maior
rugosidade e com ausência de camada de esfregaço (ZEZELL et al., 1997;
KELLER et al., 1989; CEBALLOS et al., 2001; HOSSAIN et al., 2001; UZUMES et
al., 2002; LEE et al., 2003; BERTRAND et al., 2004; BASARAN et al., 2007;
ESTEVES-OLIVEIRA et al., 2007). Assim, o condicionamento com os lasers,
Er;Cr:YSGG e Er:YAG, é capaz de promover um ataque adicional ao esmalte
resultando macroscopicamente num padrão microrretentivo, semelhante ao
condicionamento ácido. (KUMAZAKI 1994; ZEZELL et al., 1997; GROTH 1997;
BERK et al., 2008).
A densidade de energia influência no processo de ablação (BASARAN
et al., 2007), quando se aplica baixas densidades de energia, a superfície não é
afetada por pulsos laser e a retenção é pobre. Em exposições intermediárias a
superfície de esmalte torna-se áspera e em densidades de energia elevada o
esmalte é fundido. (CEBALLOS et al., 2001).
Os autores Fried et. al. 1996, demonstraram que densidades de
energia de aproximadamente 8 J/cm² seriam suficientes para transformar a
estrutura menos solúvel em meio ácido resistente. Kumazaki (1994) verificou em
estudo do laser Er:YAG sobre esmalte de dente bovino, que, com densidade de
energia: 8,5 J/cm², a efetividade do laser pode ser igual ou melhor que a do
ataque ácido.
Alguns trabalhos foram realizados com o objetivo de comparar o
padrão de condicionamento ácido com o condicionamento a laser de esmalte em
ortodontia. (LIBERMAN et al., 1984; ABED e HESS 1990; ROBERTS-HARRY
1992; VON FRAUNHOFER et al., 1993; MORIOKA et al., 1987).
Segundo a literatura a irradiação laser Er,Cr:YSGG com a potência de
3 W, 2 W e 1,5 W pode ser uma alternativa para substituir o ataque ácido
convencional. As irradiações com 0,5 W; 0,75 W e 1 W não são capazes de
substituir o condicionamento com ataque ácido em esmalte para colagem
ortodôntica. (HOSSAIN et al., 2001; USUMEZ et al., 2002; BASARAN et al., 2007;
BERK et al., 2008).
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Em estudo, Ergucu et al. (2007) concluiu que após o preparo de
cavidades usando o laser Er,Cr:YSGG é recomendado o ataque ácido, para
melhorar a micro difusão do composto resinoso.
Portanto, com o objetivo de otimizar a técnica e preservar ao máximo a
estrutura do esmalte de futuras anomalias, é o que nos leva a busca de novas
alternativas.
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2 - OBJETIVO.
Este trabalho tem por objetivo medir e comparar a força de adesão dos
braquetes de metal colados com adesivo resinoso e resina ortodôntica à superfície
de esmalte dental bovino submetido a três condicionamentos diferentes: ácido
fosfórico a 37%, irradiação com laser Er, Cr: YSSG e irradiação com laser Er, Cr:
YSSG seguida de condicionamento com ácido fosfórico. Além disso, também é
objetivo avaliar o aspecto do esmalte após a descolagem.
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3 - REVISÃO DA LITERATURA.
3.1 - Esmalte Dental.
O esmalte dental é a parte livre do dente que recobre a dentina, é o
tecido mais densamente mineralizado do corpo humano e é constituído por matriz
orgânica e matriz inorgânica juntamente com água.
A matriz orgânica do esmalte corresponde a 1% do peso do tecido e é
composta por 58% de proteínas, 40% de lipídios e traços de açúcares, citratos e
íons de lactato.
A matriz inorgânica, matriz mineral, correspondente a 97% em peso do
tecido, é a hidroxiapatita Ca10 (PO4)6(OH)2, constituída por 37% de cálcio, 52% de
fosfato, e 3% de hidroxila (22); apresenta também a incorporação de outros íons
constituintes tais como estrôncio, magnésio, chumbo e fluoreto que podem
substituir o cálcio, o fosfato e a hidroxila.(BACHMANN e ZEZELL, 2005).
O esmalte prismático é composto em grande parte de matriz mineral,
na qual os cristais de hidroxiapatita estão firmemente ligados no interior dos
prismas, que partem da junção esmalte-dentina até a superfície externa do dente.
O diâmetro aproximado dos prismas é de 5 m. Na parte superior os cristais estão
alinhados paralelamente ao eixo longitudinal dos prismas e nas regiões inferiores
estão alinhados ortogonalmente. O arranjo dos prismas tem importância clínica
porque o esmalte se fratura entre as fileiras adjacentes. (BHASCAR 1978). Os
cristais são separados por pequenos espaços intercristalinos, preenchidos por
água e material orgânico. Estes espaços, denominados de poros de esmalte,
formam uma fina rede de vias de difusão, através da qual ocorre o transporte de
íons pela estrutura do esmalte. (BACHMANN e ZEZELL, 2005).
O esmalte aprismático pode ser considerado uma característica normal
do esmalte, é encontrado em 70% dos dentes permanentes e na superfície
vestibular de todos os dentes decíduos, formando uma camada
hipermineralizada. Esta camada pode ser atribuída a uma variação morfológica da
superfície externa do esmalte, produzida pela compressão dos prismas durante o
estágio final da amelogênese. A profundidade de retenção do compósito no
esmalte aprismático atacado com ácido fosfórico é de 5 m e no esmalte
prismático é de 50 m. (BHASCAR 1978).
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As superfícies vestibulares e linguais do esmalte apresentam a
mesmas características morfológicas; as variações no padrão estrutural ocorrem
conforme as regiões no sentido cervico-oclusal (zona cervical, central e oclusal).
A superfície da zona central apresenta dimensão entre 50 a 100 m de diâmetro.
(FEJERSKOV et al., 1984).
Mendes, Bággio e Chevitarese (1992) realizaram um estudo cujo
propósito foi verificar com que freqüência se observa esmalte aprismático, e em
que região dos pré-molares inferiores se encontra em maior quantidade.
Concluíram que: nos primeiros pré-molares inferiores analisados, a presença de
esmalte aprismático foi observada em 59,2 % das superfícies dos terços oclusais,
61,4% das superfícies dos terços médios e em 96,8% das superfícies dos terços
cervicais, caracterizando um aumento progressivo de sua quantidade no sentido
ocluso-cervical. A colagem de braquetes no terço cervical desses dentes deve
ser evitada, substituindo-a por anéis ortodônticos. O desgaste da superfície do
esmalte ou o aumento do tempo do ataque ácido para a remoção da camada de
esmalte aprismático não se justificam, devido aos danos que podem causar a
essa superfície. A quantidade de esmalte aprismático diminui após a erupção dos
pré-molares por abrasão e forças mastigatórias, mas não se sabe a que ponto.
Em alguns estudos foi observado que o condicionamento ácido da
região cervical do elemento dental é pobre devido à presença de esmalte
aprismático. (GARDNER e HOBSON 2000).
A superfície de esmalte está sujeita a alterações químicas de
remineralização e desmineralização que ocorrem devido à troca de íons entre a
estrutura dental e a cavidade bucal. Os íons como cálcio, fosfato e flúor podem se
ligar à estrutura dental durante o processo de remineralização, tornando a
superfície mais resistente à desmineralização. (FEATHERSTONE 2000).
O esmalte, quando aquecido a 100° C, não evapora a água que
circunda cada cristal; já o aquecimento do esmalte a 600° C por longos períodos
pode removê-la. (THYLSTRUP e FEJERSKOV 1995).
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3.2 - Laser.
O primeiro laser (Light Amplification by Stimulated Emission of
Radiaton) foi desenvolvido em 1960 por Theodore Maiman, a partir da concepção
física da “Teoria da Emissão Estimulada” elaborada por Einstein em 1917.
(MAIMAM 1960).
Os lasers de estado sólido são usados em diversas aplicações
médicas. Os cristais dopados com íons de Terras Raras são os materiais mais
usados como meio ativo em lasers de estado sólido. (MALDONADO 2005). Cada
meio gera fótons com específico e único comprimento de onda e vários níveis de
energia, podendo ter diversas aplicações. (EVERSOLE e RIZOIU 1995).
A emissão do laser difere da luz comum por apresentar características
de coerência (as ondas caminham na mesma direção, enquanto a luz visível
diverge em várias direções), colimação (as ondas são paralelas entre si) e
monocromaticidade (apresentam cor única devido ao seu comprimento de onda).
(LASER DENTISTRY 1999).
3.3 - Interação da luz com a matéria.
Para que o laser interaja com o tecido é necessário haver ressonância
entre o comprimento de onda de emissão do laser e as propriedades ópticas do
tecido alvo, dentre as quais se destacam: índice de refração, o coeficiente de
espalhamento e o coeficiente de absorção (FEATHERSTONE 2000). Por isso, é
de grande importância a caracterização do tecido irradiado para que haja um
completo entendimento da ação da luz laser no tecido biológico. (BACHMANN e
ZEZELL 2005).
Ao incidir sobre o tecido a irradiação pode ser absorvida, refletida,
refratada ou transmitida. A interação da luz laser com os tecidos duros dentais
depende de parâmetros, tais como: comprimento de onda do laser e a absorção
no tecido alvo, potência, modo de emissão (continuo, interrompido ou pulsado),
taxa de repetição, diâmetro do feixe, duração do pulso, energia por pulso, sistema
de entrega, fluência (ou densidade de energia), e características do feixe. Quando
um feixe laser irradia um tecido, parte da luz penetra no tecido e parte da luz é
refletida difusamente. A energia radiante recebida pelos tecidos é convertida,
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produzindo diferentes efeitos que podem ser divididos em - efeitos fototérmicos,
efeitos fotoquímicos e efeitos não lineares. No efeito fototérmico a energia
recebida é convertida em calor produzindo vários efeitos e o calor tende a se
dispersar nas estruturas adjacentes ao tecido irradiado, por difusão. O efeito
fotoquímico consiste na ativação dos processos bioquímicos no interior das
células pela energia radiante absorvida. Os processos não lineares ocorrem
devido as altas densidades de potência com pulsos lasers de curta duração,
menores que 1 picosegundo. (LASER DENTISTRY 1999; ZEZELL et al.,2005).
3.4 – Absorção.
A absorção da energia no tecido alvo ocorre principalmente por
moléculas de água e macromoléculas (cromóforos), como proteínas e pigmentos
(adenina, melanina, hemoglobina, oxihemoglobina, photofrin) (Figura 1). A água
é o principal elemento que constituí o corpo humano.
Os tecidos moles da cavidade oral são absorvidos por vários tipos de
laser devido ao alto teor de água (absorção na faixa do infravermelho médio para
distante) e intensa vascularização (absorção na região do ultravioleta a
infravermelho próximo). Na região do ultravioleta (200 – 500 nm) são as proteínas
e DNA que dominam a absorção. Entre 600 nm e 1200 nm existe uma janela
terapêutica em que não há absorção nem das macromoléculas, nem da água.
Nesta faixa do espectro eletromagnético, a radiação penetra mais profundamente
nos sistemas biológicos com efeitos térmicos profundos podendo ser utilizada
para terapias mediadas por processos fotoquímicos.
Os tecidos duros são constituídos de água, matriz inorgânica e matriz
orgânica. Na região do infravermelho (200nm) a água é o principal absorvedor
nesta faixa espectral. Além da água, a hidroxiapatita tem alto coeficiente de
absorção em comprimentos de onda como 2,94 m, 9,6 m e 10,6 m.
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Figura 1 – Principais lasers utilizados em Odontologia e sua interação com os
principais componentes dos tecidos biológicos. (adaptado por ANA, BACHMANN, ZEZELL, 2006).
3.5 - Lasers na Odontologia.
Na década de 60 e 70 surgiram os primeiros estudos com laser de rubi
pulsado analisando sua interação com os tecidos duros dentais. Os resultados
nesses estudos não foram satisfatórios, pois houve um grande efeito térmico nos
tecidos circundantes a área irradiada e na polpa dental. (GOLDMAN et al., 1964;
GOLDMAN et al.,1965; STERN e SOGNNAES, 1964).
As pesquisas subseqüentes realizadas utilizaram lasers com diferentes
comprimentos de onda, com o objetivo de investigar a possibilidade do uso do
laser em preparos cavitários (LIBERMAN et al., 1984; MELCER 1985; ARCORIA
1993; VISURI et al., 1996; COZEAN et al., 1997; KELLER et al., 1989) e
observaram que diferentes tipos de lasers produzem alterações com diferentes
características.
Na odontologia os principais lasers utilizados são - érbio (2,94 m, 2,79
m e 2,78 m), CO2 (9,3 m, 9,6 m e 10,6 m), argônio (488 nm, 514,5 nm),
neodímio (1,064 m), hólmio (2,064 m) e alguns diodos.
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3.6 - Lasers de érbio.
A teoria de ablação do laser de érbio no tecido duro dental baseia-se
no processo de interação termomecânicas, a ablação é realizada por meio da
energia hidrocinética - as moléculas de água tornam-se energizadas e propelidas
pela luz laser se chocam com as moléculas do tecido, provocando ablação. As
micro explosões ocorridas durante a ablação do tecido produzem irregularidades
microscópicas e macroscópicas. (MEISTER et al., 2006).
Os primeiros estudos com o lasers de érbio foram realizados por Hibst
et al. (1988) que já se verificava a efetividade da ablação tanto em tecidos dentais
sadios quanto cariados. Em outro trabalho, os autores observaram que as
crateras produzidas pelo impacto deste comprimento na superfície de esmalte
eram menores que as produzidas em dentina quando utilizavam a mesma
densidade de energia. (HIBST e KELLER, 1989).
O laser de érbio é constituído por um cristal granada de ítrio, escândio,
gálio dopado com érbio e cromo (FRIED, 2000), sendo assim, (Er:YAG 2,94 m;
Er,Cr:YSGG 2,78 m) emitem uma radiação com comprimento de onda próximo à
banda de absorção da água (3600- 2800 cm-1) e do radical de hidroxila da matriz
mineral do esmalte. A emissão do Er:YAG é ressonante com a freqüência de
vibração da molécula de água (KAYANO et al., 1991) enquanto a dos lasers de
Er,Cr: YSGG esta próximo da banda da hidroxila, mas não são ressonantes com
esse radical. (BACHMANN e ZEZELL, 2005). Os componentes estruturais do
esmalte se interagem melhor com a emissão dos lasers de érbio e CO2.
Os lasers de érbio são os mais empregados para condicionamento dos
tecidos duros dentais, remoção de tecido cariado e preparo cavitário por serem
bem absorvidos pelos componentes do tecido. (RIZOIU et al., 1998;
MATSUMOTO et al., 2002). Podem ser usados de forma segura e efetiva, pois
produz o mínimo de injúria a polpa, pouco dano térmico aos tecidos adjacentes,
tais como trincas e derretimento, e mínimas mudanças termo-induzidas na
composição do tecido dental. (VISURI 1996; HIBST e KELLER 1989; COZEAN et
al.,1997; KELLER et al., 1991; MATSUMOTO et al., 2002, HOSSAIN et al., 2003).
Criam superfícies com maior rugosidade e com ausência de camada de
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esfregaço. (ZEZELL et al., 1997; VISURI et al., 1996; CEBALLOS et al., 2001;
HOSSAIN et al., 2001; USUMEZ et al., 2002; HOSSAIN et al., 2003; BERTRAND
et al., 2004; BASARAN et al., 2007; ESTEVES- OLIVEIRA et al., 2007).
Os lasers de érbio apresentam ainda o benefício de não provocar
aquecimento pulpar ou vibração, tornando a técnica clinicamente atrativa.
(VISURI et al., 1996). A condutividade térmica nos elementos dentais duros é
muito baixa (BROWN et al., 1970). Os estudos demonstraram que o aumento da
temperatura no interior da câmara pulpar após a irradiação com lasers de érbio,
foi inferior a 5,5 °C como proposto por Zach e Cohen 1965. (VISURI et al., 1996;
ARCORIA e COZEAN, 1997; EVERLOSE et al.,1997; ANA et al., 2004).
A característica diferencial do laser de Er,Cr:YSGG em relação ao laser
de Er:YAG é a de apresentar um jato de ar/água regulável direcionado para a
área de irradiação, permitindo a formação de uma película de água na superfície
da área a ser irradiada e promovendo um aumento da ablação do tecido.
(EVERSOLE et al., 1997; FREITAS 2005). Além disso, possui fácil sistema de
entrega do feixe. (MATSUMOTO et al., 2002).
O condicionamento laser do esmalte acontece inicialmente por meio de
um processo de vaporização da água e de outros componentes orgânicos do
tecido e em seguida por aumento da pressão interna, tem se a ejeção da
substância inorgânica, os cristais de hidroxiapatita. (WALSH et al., 1994). Essas
mudanças termicamente induzidas ocorrem em uma profundidade de 10-20 m
dependendo do sistema laser empregado e da energia utilizada. (VON
FRAUNHOFER et al., 1993; COZEAN 1997).
A densidade de energia influência no processo de ablação (BASARAN
et al., 2007), a maior densidade de energia provoca o aparecimento de processos
de ablação com maior profundidade (GROTH 1997). Quando se aplica baixas
densidades de energia, a superfície não é afetada por pulsos laser e a retenção é
pobre. Em exposições intermediárias a superfície de esmalte torna-se áspera e
em densidades de energia elevada o esmalte é fundido. (CEBALLOS et al., 2001).
O processo de ablação inicia-se em temperatura superficial de
aproximadamente 300ºC e densidades de energia de 9-11 J/cm² com o laser Er:
YAG e com o laser Er,Cr:YSGG inicia-se em temperatura superficial de
aproximadamente 800º C e densidade de energia de 10-14 J/cm². Essas
12
temperaturas são bem abaixo da temperatura de fusão e vaporização da
hidroxiapatita mineral (1200º C). (FRIED et al., 1996; APEL et al., 2002). Para
promover a ablação do tecido dental mineralizado com o laser Er;Cr:YSGG é
necessário uma quantidade maior de energia, devido a sua maior interação pelo
íons hidroxila presentes no cristal de hidroxiapatita. (HADLEY et al., 2000).
Nas superfícies irradiadas com jatos de água observou-se: ausência de
lama dentinária, áreas com várias microirregularidades, prismas e túbulos
dentinários abertos, além de áreas bem pequenas de solidificação (OLIVI et al.,
2009). A água é parte importante como iniciador do processo de ablação, a
presença de irrigação aumenta a profundidade de ablação e diminui os riscos de
danos térmicos aos tecidos. O teor de água contida no tecido não influência na
eficácia da ablação a laser. Somente na amostra em dentina com irradiação a
laser Er:YAG foi encontrada uma influência significante sobre o volume submetido
a ablação. Já a água fornecida externamente é sempre um fator significativo.
(HIBST e KELLER, 1989; VISURI et al.,1996; ANA et al., 2004; MEISTER et al.,
2006). Nas superfícies irradiadas sem o jato de água observou-se área de
extensa solidificação, cavidades no tecido com aspecto de lavas e superfície
irregular com micro buracos. (HOSSAIN et al., 1999; ANA et al., 2004).
O laser de Er,Cr:YSGG pode ser utilizado para: preparos cavitários e
remoção de cárie (GUTKNECHT et al., 2001; HOSSAIN et al., 2002;
MATSUMOTO et al., 2002), no aumento da resistência ácida do esmalte ( APEL
et al., 2002; HOSSAIN et al., 2001), condicionamento de superfície dental (
BASARAN et al., 2007) osteotomias pois realiza cortes precisos com mínimo de
injuria aos tecidos adjacentes ( EVERLOSE e RIZOIU, 1995; WANG et al., 2002) ,
cirurgias de tecidos moles ( LEE 2003), com pouca ou nenhuma hemorragia (
EVERLOSE e RIZOIU, 1995), terapias endodônticas (MASUDA et al., 2006; YU et
al., 2004), apicectomia ( WINIK et al., 2006), desinfecção de condutos ( ELDENIZ
et al., 2005), além de remover contaminantes de superfícies ásperas de implantes
( SCHWARZ et al., 2006).
3.7 - Aumento da resistência à cárie em tecidos irradiados.
A irradiação laser em baixas fluências tem sido investigada para fins
preventivos e tem demonstrado ser capaz de induzir uma ácido resistência ao
13
esmalte irradiado, tornando o tecido menos susceptível a cárie. (SOGNAES e
STERN 1965; FEATHERSTONE 1979 ; KAYANO et al., 1991; FRIED et al., 1996;
HOSSAIN et al., 1999 ; CEBALLOS et al., 2001 ; FREITAS 2005).
Os lasers de érbio (Er:YAG e Er,Cr:YSGG) tem apresentado
capacidade de induzir a ácido resistência do esmalte, apesar se serem
empregados para a realização de preparos cavitários pelo fato de promoverem a
ablação, devido a forte interação destes comprimentos de onda com os tecidos
duros dentais. Assim, para se evitar danos morfológicos ao tecido, um ¨limiar de
ablação foi definido por alguns autores. (FRIED et al., 1996 e APEL et al., 2002)
O primeiro estudo a confirmar o potencial do laser Er,Cr:YSGG na
prevenção á cárie foi realizado por Fried et. al. 1996. Os autores demonstraram
que densidades de energia de aproximadamente 8 J/cm² seriam suficientes para
transformar a estrutura menos solúvel em meio ácido resistente. Neste mesmo
estudo, as superfícies dentais irradiadas com érbio relataram grande redução de
cárie, sendo a inibição de 60% para o laser de Er, Cr: YSGG e de 40% para o
laser de Er:YAG, devido às alterações químicas e estruturais termicamente
induzidas no mineral intrínseco. Acredita-se que essas alterações sejam as
principais responsáveis pelo aumento da resistência ácida do esmalte.
(FEATHERSTONE et al., 2000).
As alterações químicas no esmalte dental, responsáveis pela
resistência ácida, ocorrem gradualmente e estão diretamente relacionadas ao
aumento de temperatura. A ação térmica após o aquecimento ou irradiação com
laser, altera a rede cristalográfica, forma novas fases cristalinas, causa um
aumento no tamanho médio dos cristais constituintes do tecido, e favorece a
formação de pirofosfatos e a decomposição de proteínas. (FEATHERSTONE
2000).
A temperatura à qual o tecido é submetido durante a irradiação laser
depende da largura temporal do pulso laser ( s- ms) e das propriedades
térmicas e ópticas do tecido. Quando a temperatura superficial do esmalte fica
entre 100- 650°C, a alteração química que ocorre é a redução dos componentes
de carbonato (CO3) presentes na composição do fosfato e os íons ácidos de
fosfato condensam para formar pirofosfatos; entre 650 - 1100°C ocorre a
resolidificação, crescimento do tamanho do cristal de esmalte, e a formação de -
14
TCP; para temperatura superior a 1100°C o β-TCP é convertido em α-TCP e
quando a temperatura atinge 1430°C este composto passa a ser um polimorfo de
alta temperatura. Os tri-cálcio-fosfato α e β são potencialmente solúveis em meio
ácido. (FEATHERSTONE et al., 1996).
Para temperaturas até 700º C a água dos tecidos é eliminada
lentamente; acima desse valor ocorre eliminação mais pronunciada e em 1000° C
verifica-se a presença somente de 3 - 8% da água inicial. A eliminação da água
estrutural do esmalte pode ser considerada como um defeito na rede cristalina da
matriz mineral, onde seu sítio ficaria desocupado, podendo permanecer
desocupado ou ser ocupado por outros radicais químicos (BACHMANN E
ZEZELL 2005).
Em relação à dissolução de cálcio, foi evidenciado uma diferença não
significativa em amostras de esmalte bovino irradiadas com laser de Er:YAG com
fluência de 6,5 J/cm², 1,8 J/cm² e 0,9 J/cm² em comparação a amostras não
irradiadas. (APEL et al., 2002; BELIVACQUA 2001; CEHRELI et al., 2006).
Entretanto, as amostras que receberam tratamento com laser Er: YAG (2,94 m)
ou com laser Er,Cr:YSGG (2,78 m) antes da aplicação de flúor fosfato acidulado
(APF) ou solução de Ag (NH3) 2F 38% mostraram maior efetividade no
tratamento de prevenção de cárie quando comparado ao grupo controle, por não
apresentarem cavitações e pela atenuação da mancha branca. Portanto, concluiu-
se que a irradiação laser foi capaz de aumentar significantemente a incorporação
de flúor (YOKOHAMA et al., 2001; BEVILACQUA 2001; YOSHIAYASU et al.,
2001; HOSSAIN et al., 2001; MOSLEMI et al., 2009). Acredita-se que tal
mecanismo ocorra devido uma redução do conteúdo de água, carbonato e
substâncias orgânicas após a irradiação laser, produzindo micro-espaços no
esmalte, agindo como sítios de retenção de mineral, favorecendo o processo de
deposição de minerais na estrutura dental. (OHO e MORIOKA 1990).
Avaliando através de análise química as alterações na composição
estrutural do esmalte dental irradiado com laser Er,Cr:YSGG, observou-se que as
superfícies de esmalte tratadas com lasers apresentaram o enriquecimento de
átomos de cálcio em relação aos grupos não irradiados. (GROTH 1997;
ROBERTS-HARRY 1992; EDUARDO et.al., 1996; HOSSAIN et al., 2001; OLIVI
et al., 2009). Porém, estudos de ZEZELL et al., (1997) , YU et al., (2000);
15
HOSSAIN et al., (2003); ANA et al., (2004) e MALKOC et al., (2010) revelaram
que estatisticamente não houve um aumento significativo na proporção entre as
concentrações de cálcio e fosfato, pois a proporção de Ca/P encontrada antes e
após a irradiação foi semelhante. Acredita-se que tenha ocorrido uma
reorganização dos cristais de hidroxiapatita após a irradiação com o laser. O
mesmo resultado é confirmado por SECILMIS et al., (2009) cujo tratamento da
superfície de esmalte com laser Er,Cr:YSGG a 1 W e 2 W não é capaz de
promover o aumento da porcentagem mineral de cálcio, potássio, magnésio,
sódio e fósforo contido no tecido.
Além disso, resultados contraditórios foram encontrados no uso do
laser quanto à fluência utilizada. Comparando-se o efeito do condicionamento do
esmalte bovino com laser Er:YAG e com condicionamento ácido, na resistência
ácida do esmalte, utilizando densidade de energia 33 J/cm² e ácido fosfórico a
37% por 30 segundos foi observado nas amostras testadas que as superfícies
tratadas com laser Er:YAG mostraram menor dissolução mineral que as
superfícies não tratadas, sendo a superfície de esmalte tratada com laser Er:YAG
mais ácido resistente que a tratada com ácido fosfórico. (KIM et al., 2006). No
entanto, deve-se levar em consideração que o uso de fluências acima de 10 J/cm²
(APEL et al., 2002), pode promover a ablação do esmalte, sendo portanto
questionável o uso do laser de érbio acima desse parâmetro.
Diante dos estudos relatados, não deveria ocorrer ablação para
densidades abaixo de 8 J/cm². Porém, alguns estudos mostraram para
tratamentos utilizando os lasers de Er:YAG e Er,Cr:YSGG com densidades de
energia abaixo de 8 J/cm², a presença de pequenas áreas de ablação. (ANA et
al., 2004 ; FREITAS 2005). Concluíram que a rugosidade da superfície obtida
favorece a adesão da placa bacteriana e progressão do processo de
desmineralização do esmalte dental, devido à formação de microtrincas
decorrentes, provavelmente, da desidratação provocada pela irradiação laser
(APEL et al., 2005). No entanto, por outro lado a maior rugosidade promovida
pelas pequenas ablações poderia favorecer a adesão do material resinoso
tornando este tipo de condicionamento tecidual, altamente desejável, pois ao
mesmo tempo em que pode aumentar a área de superfície dos tecidos disponível
16
para adesão (CEBALLOS et al., 2002) torna a área irradiada mais ácido resistente
e os tecidos vizinhos menos susceptíveis á cárie, conforme relatado.
3.8 - Condicionamento ácido do esmalte dental.
Buonocore (1955) relatou que após o condicionamento da superfície de
esmalte com ácido fosfórico a 85% durante 30 segundos, a resina
autopolimerizável de metacrilato de metila podia ser unida duradouramente ao
esmalte dental.
Os efeitos de várias concentrações de ácido fosfórico (10 a 40%) foram
pesquisados para promover micro-retenções á estrutura dental, tais como EDTA,
e ácido clorídrico e concluíram que os melhores resultados eram conseguidos
com o ácido fosfórico, pois produzia menores alterações no esmalte, o EDTA
propiciava uma adesão menor que o ácido fosfórico e o ácido clorídrico provocava
alterações intensas. (GWINNETT e BUONOCORE 1965).
O uso de condicionadores ácidos para efetividade da união á superfície
de esmalte, promoveu uma grande mudança nos conceitos restauradores.
Gwinnett e Matsui (1967) detalharam a micromorfologia da interface entre resina e
esmalte condicionado. Eles relataram que a resina, em seu estado monomérico,
penetrava nos microporos da camada superficial do esmalte (25 micrômetros).
Essas porosidades eram produzidas pela dissolução preferencial do componente
inorgânico presente nas estruturas dos prismas do esmalte. A porção de resina
que ocupa as porosidades dentro do esmalte foi denominada “TAGS”. Os cristais
de hidroxiapatita do esmalte são envolvidos por estes monômeros (GWINNETT e
MATSUI, 1967; SILVERSTONE et al.,1975) e forma-se uma zona híbrida, através
de um processo de polimerização in situ, denominada camada híbrida do esmalte.
(SHINCHI, SOMA, NAKABAYASHI, 2000). As micro-retenções mecânicas
formadas nesta camada representam a principal forma de união dos compostos
resinosos à superfície de esmalte. (RETIEF, 1978).
Foram descritos por Silverstone et al., (1975) três tipos de testes
padrões após a exposição dos prismas do esmalte por ácido fosfórico: tipo I,
remoção preferencial do material do núcleo do prisma, mantendo a periferia
intacta; tipo II, remoção preferencial do material do núcleo da periferia, o núcleo
17
do prisma não é afetado; e tipo III, um teste padrão mais aleatório em que as
áreas adjacentes da superfície do dente correspondem aos tipos I e II, misturado
com as regiões em que o teste padrão não poderia ser relacionado à estrutura do
prisma.
Quando o esmalte é exposto a ácidos, os íons de hidrogênio
rapidamente dissolvem os minerais do cristal, liberando cálcio e fosfato,
ocorrendo a redução do tamanho dos cristais, e ampliação dos espaços
intercristalinos. O carbonato presente nas estruturas de esmalte pode ser
liberado, formando bolhas que se distendem e estas podem destruir a delicada
estrutura de proteína que circunda os cristais. (FEATHERSTONE et al., 1979;
FEATHERSTONE 2000).
Nordenvall, Branstron e Malmgren (1978) concluíram em um estudo do
esmalte em microscópio eletrônico, que as condições retentivas promovidas pela
aplicação de ácido fosfórico a 37% durante 15 segundos no esmalte jovem foram
mais favoráveis que com a aplicação por 60 segundos.
Garberoglio e Cozzani (1979) estudaram por meio de microscopia
eletrônica de varredura o efeito do meio bucal sobre a morfologia da superfície de
esmalte condicionado e concluíram que a remineralização de superfícies
condicionadas é, na melhor das hipóteses, incompleta após três meses.
Beech e Jalaly (1980) em um estudo conduzido em laboratório, não
encontraram diferenças significativas na resistência de adesão ao cisalhamento
entre os tempos de 5, 15 e 30 e 60 segundos. Entretanto, Mardaga (1982) afirma
ter encontrado em 30 segundos a resistência ótima de colagem. Ele afirmou ter
encontrado também um aumento crescente na força de união, em função do
incremento do condicionamento ácido.
Brannstrom e cols. (1982) relataram não haver diferença aparente no
grau de irregularidade da superfície dental após o ataque ácido feito com solução
quando comparado com o gel. O tempo de condicionamento vem sendo estudado
e comparado insistentemente por vários autores.
Barkmeier (1985) relatou não haver diferenças entre o
condicionamento por 15 ou 60 segundos. Ainda segundo ele, a morfologia do
esmalte condicionado por 15 ou 60 segundos difere apenas na quantidade de
massa de esmalte perdida, ficando evidente que o condicionamento do esmalte
18
por 60 segundos causa maior perda de esmalte que o condicionamento por 15
segundos.
Zachrisson (1985) sugeriu que 15 segundos seria o tempo adequado
para o condicionamento de dentes permanentes jovens, contudo, para dentes
adultos, recomendou 60 segundos.
Barkmeier et al., (1986) relatam que a morfologia da superfície do
esmalte seguida de condicionamento com ácido fosfórico a 37% por 15 segundos
e 60 segundos foi essencialmente a mesma e nenhuma diferença no padrão ou
característica do esmalte condicionado foi observada. Características retentivas
da superfície condicionada foram determinadas por comparação de resistência a
tração em superfície lisa do esmalte de pré-molares. Nenhuma diferença foi
encontrada na remoção da resina do esmalte condicionado por 15 ou 60
segundos
Legler et al.,(1989) demonstraram em estudo in vitro que alterações na
concentração do ácido fosfórico (5%, 15% e 37%) não apresentavam efeito
significativo na resistência de união de resina e esmalte, mas que o tempo de
condicionamento pode afetar significantemente as estruturas.
O ácido fosfórico com concentração entre 30 e 40% é o condicionador
mais utilizado, pois realiza desmineralização relativamente rápida dos tecidos
dentais, sendo muito estável e de baixo custo, podendo ser armazenado por
longos períodos de tempo sem perder a efetividade (DE GOES et al., 1998).
Gardner (2000) concluiu que para a ortodontia o uso de ácido fosfórico
a 37% durante 30 segundos é o ideal para condicionamento de esmalte.
A superfície do esmalte quando condicionada com ácido fosfórico
aumenta a área disponível para adesão, as micro-porosidades no esmalte
resultam em um padrão de condicionamento ideal, umedecimento da superfície
do esmalte condicionado que facilita a penetração do adesivo nas micro-
porosidades; os "tags" de resina se estendem no esmalte condicionado, ligando
mecanicamente a resina ao esmalte. ( RETIEF 1978).
3.9. Condicionamento do Esmalte Dental a Laser.
Vários trabalhos foram realizados com o objetivo de comparar o padrão
de condicionamento ácido com o condicionamento a laser de esmalte em
19
ortodontia. ( LIBERMAN et al., 1984; ROBERTS-HARRY, 1992; ABED e HESS ,
1990; VON FRAUNHOFER et al., 1993; MORIOKA et al., 1987). Os resultados
mostram que o condicionamento do esmalte a laser pode ser uma alternativa
efetiva ao condicionamento ácido na técnica de condicionamento de superfície,
podendo ser utilizado na preparação de dentes para colagem de braquetes
ortodônticos.Nestes estudos foram utilizados primeiramente os lasers de CO2 e
Nd: YAG e posteriormente os lasers de érbio: Er:YAG e Er,Cr:YSGG .
Liberman et al. (1984) observaram em tecidos irradiados por laser de
CO2 com densidades de energia de 35 J/cm2 um padrão de condicionamento
comparável àquele proporcionado pelo condicionamento com ácido na retenção
da resina composta.
As superfícies de esmalte condicionadas com o laser de Nd:YAG
pulsado apresentaram após a irradiação laser, superfície irregular quando
examinada por microscopia eletrônica de varredura, e macroscopicamente padrão
de condicionamento semelhante ao encontrado em condicionamento ácido.
(ROBERTS-HARRY, 1992).
Estudo realizado comparando a força de adesão de braquetes
ortodônticos ao esmalte submetido tanto ao ataque com ácido fosfórico a 37%, na
forma líquida e em gel, como com o laser, Nd: YAG do tipo pulsado 75 mJ e 15
ps, correspondendo a uma densidade de energia de 238,8 J/cm2, mostrou que a
adesão dos braquetes ao esmalte condicionado com ácido na forma líquida foi
significantemente maior que com ácido em gel e o laser. E entre o ácido em gel e
o laser não houve diferença significante na adesão. Os resultados sugerem que o
condicionamento com laser pode ser utilizado na preparação de dentes para
colagem ortodôntica. (ABED e HESS 1990).
Resultados distintos são observados quando utilizado o mesmo tipo de
laser com densidades de energia diferentes. Para ligação direta de dispositivos
ortodônticos, Von Fraunhofer et al., em 1993, realizaram testes em vitro para
condicionamento de esmalte dental com laser Nd:YAG. Os estudos mostraram
que o valor mínimo aceitável de resistência à tração é de 0,6 kg/mm, que poderia
ser obtido utilizando-se potências do laser de 1 a 3 W, mas não no ajuste mais
baixo (80 mJ).
20
Em outro estudo, utilizando o laser de Nd:YAG pulsado para
condicionamento de esmalte em ortodontia, comprimento de onda de 1,06 m,
ponta de contato de 320 m, potência 1,25 watt, taxa de repetição de 15 ps com
duração de pulso de 0,1 ms, os dentes foram cobertos com tinta preta, conforme
sugerido por Morioka et al., e irradiados. No grupo controle foi feito ataque ácido
fosfórico a 30%. Os resultados deste estudo concordam com os de Launay et al.
1987, que o laser de Nd:YAG não é recomendado para uso em condicionamento
do esmalte dental.
O condicionamento com os lasers, Er; Cr:YSGG e Er:YAG é capaz de
promover um ataque adicional ao esmalte resultando macroscopicamente num
padrão microrretentivo, semelhante ao encontrado em condicionamento ácido
(GROTH 1997, KUMAZAKI,1994; ZEZELL et al., 1997, BERK et.al., 2008), visto
que o laser torna a superfície ainda mais áspera e irregular com ausência
completa de lama dentinária quando comparado a uma superfície submetida a
ataque ácido (HOSSAIN et al., 2001; USUMEZ et al. 2002; ESTEVES- OLIVEIRA
et. al., 2007; BERK et al., 2008).
Nas margens das cavidades e nos tecidos adjacentes da região
irradiada com laser de érbio observa-se, mínima ou nenhuma alteração térmica,
como carbonização, trincas, fusão ou vitrificação. (KELLER et al., 1989; HOSSAIN
et al., 2001).
A qualidade da adesão obtida com o condicionamento a laser está
diretamente relacionada à densidade de energia entregue. (WALSH et al., 1994;
BASARAN et al., 2007; BERK et.al., 2008). A rugosidade da superfície aumenta
linearmente com o aumento da fluência empregada (HIBST e KELLER, 1989;
STANINEC et al., 2003). Com o laser de érbio, quando se utiliza altas densidades
de energia, surgem os processos de ablação sobre a superfície dental (GROTH
1997). Densidades de energia insuficientes não promovem mudanças
morfológicas á superfície irradiada, alterando a retenção de um compósito. O uso
de altas densidades de energia pode promover zonas de fusão superficial que
representa o ponto mais fraco da adesão (WALSH et al., 1994). Portanto, a
determinação de parâmetros que gerem superfície dental com características
próprias para adesão é de grande importância.
21
Assim, estudos foram realizados com objetivo de avaliar a efetividade e
definir parâmetros no condicionamento á laser da superfície para colagem.
Kumazaki (1997) verificou em estudo do laser Er:YAG sobre esmalte de dente
bovino, que, empregando densidade de energia: 8,5 J/cm², a efetividade do
laser pode ser igual ou melhor que a do ataque ácido.
Segundo Hossain et al. (2001), o laser Er,Cr:YSGG, é um método
alternativo efetivo na técnica de condicionamento de superfície. Utilizando os
seguintes parâmetros: 33,9 J/cm², 70% ar, 20% água e potência 3W. Podendo
substituir o condicionamento com ácido fosfórico 37%.
Em estudo, Üsümez et al., (2002) examinaram a força da ligação dos
dispositivos ortodônticos sob influência da irradiação do esmalte utilizando o laser
(Er,Cr:YSGG) (Sistema do Millennium, Biolase,) com os parâmetros de 2 W (5,6
J/cm2) e 1 W (2,7 J/cm2) ambos com 30% de água e 30% ar, fibra 600 m,
comparam com a superfície submetida a ataque ácido. O tratamento utilizando
laser 2 W resultou em forças de união (7,11 ± 4,56 MPa), que não era
significativamente diferente da obtida com ataque ácido (8,23 ± 2,30 MPa). A
irradiação laser em 1 W resultou em menores forças de união (5,64 ± 3,19 MPa) -
significativamente diferente do resultado com ataque ácido.
Os braquetes colados em superfície de esmalte condicionadas com
laser Er,Cr:YSGG, no estudo de Basaran et al., 2007, mostraram que quando
utilizado potência de 1 W e 2 W , as irradiações laser foram capazes de
condicionar a superfície da mesma maneira. Porém, a força de união com a
irradiação de 0,5 W foi significantemente mais fraca que a obtida com as outras
irradiações.
Estudos mostram que as superfícies irradiadas a laser com 1 W, 1,5 W,
e 2 W revelaram, através da análise por microscopia eletrônica de varredura,
aparência similar à superfície tratada com ácido fosfórico 37%. (BASARAN et al.,
2007; BERK et al. 2008; OLIVI et al., 2009). As irradiações com 0,5 W, 0,75 W e 1
W não são capazes de substituir o condicionamento com ataque ácido para
colagem em esmalte (BERK et al. 2008). Mais que, a irradiação com a potência
de 3 W, 2 W e 1,5 W pode ser uma alternativa para substituir o ataque ácido
convencional (HOSSAIN et al., 2001; BASARAN et al., 2007; BERK et al. 2008)
22
Foi feito um estudo com a finalidade de comparar a resistência da
colagem de dispositivos ortodônticos em superfície de esmalte após o
condicionamento a laser seguido de condicionamento ácido. Os resultados do
teste t de Student mostraram que a média da resistência da colagem (13.0
2.4N) do grupo de laser não foi significantemente diferente do grupo de
condicionamento ácido (11.8 1.8 N) (P>05). Porém, esta força foi
significantemente maior que a do grupo de condicionamento ácido seguido por
ablação laser (10.4 1.4 N) ou que a do grupo de ablação a laser seguida por
condicionamento ácido (9.1 1.8 N). (LEE et al., 2003)
Resultados contraditórios foram observados em outro estudo
comparativo do esmalte dental condicionado com laser Er:YAG (8,46 J/cm2, 42,32
J/cm2, 70,54 J/cm2 ) e ácido fosfórico 37% por 30 segundos. Os testes de
resistência à tração mostraram que os condicionamentos com ácido fosfórico e
com laser mais ácido fosfórico foram estatisticamente superiores ao do
condicionamento somente com laser. Estatisticamente não houve diferença entre
o grupo condicionado com ácido fosfórico e o grupo condicionado com Er:YAG
mais ácido fosfórico. (GROTH, 1997). O mesmo resultado foi confirmado por
Eduardo et al., (1996) que comparando a resistência ao cisalhamento de resina
composta ao esmalte dental condicionado por Er:YAG laser ou com ácido
fosfórico a 37%, concluíram que a irradiação laser provocou mudanças
morfológicas na superfície do esmalte sendo, insuficientes para propiciar uma
efetiva adesão da resina composta ao esmalte dental.
A força de união obtida em esmalte preparado com laser Er,Cr:YSGG e
submetido a condicionamento com ácido fosfórico a 37% por 40 segundos é
significantemente mais forte que o esmalte preparado com laser Er, Cr:YSGG e
submetido a condicionamento com ácido fosfórico a 37% por 60 segundos.
(OBEIDI et. al., 2009).
Marraccini (2002) em estudo do condicionamento do esmalte e dentina
para adesão de resinas compostas comparou o condicionamento com o laser
Er:YAG (25,7 J/cm², 80 mJ, 2 hz) e ácido fosfórico a 35%; com laser de CO2
(212,2 J/cm²,150 mJ, 3W) mais ácido fosfórico 35%; e com ácido fosfórico 35%.
Constatou em testes de resistência à tração que o condicionamento das
superfícies exclusivamente com ácido apresentou melhores resultados, e com os
23
parâmetros utilizados, o laser de Er:YAG mostrou-se mais efetivo que o laser de
CO2.
Em 2003, Üsümez e Aykent observaram nenhuma diferença
estatísticamente significativa entre as força de união dos acessórios de porcelana
ligados às superfícies do dente condicionadas com laser Er,Cr:YSGG (12.1 ± 4.4
MPa), ácido fosfórico á 37% (13 ± 6.5 MPa), e ácido maléico de 10% (10.6 ± 5.6
MPa).
Estudos mostram que a irradiação do esmalte dental com o laser
Er,Cr:YSGG em baixas fluências (2,8 J/cm2 ; 5,6 J/cm2 ; 8,5 J/cm2) produz ablação
do tecido e que, sem o spray de água, o tratamento com o laser pode produzir
algumas áreas de fusão. (ANA et aI., 2004)
Em estudo utilizando irradiações em dentina radicular com o laser
Er,Cr:YSGG notou-se que com os parâmetros de menor densidade de energia
(0,25 e 0,5 W) e na ausência de ar e água, a presença de modificações
estruturais pouco visíveis ao olho humano. Com densidades acima de 0,75 W
observou-se carbonização e remoção de tecido dentinário. Acima de 1 W houve
irregularidades e carbonização. (ARANHA 2005).
Cehreli et al., (2006) avaliou o pré tratamento com laser Er,Cr:YSGG
dos tecidos dentais duros antes dos procedimentos preventivos e restaurativos, e
observaram que não há diferença na força de união dos materiais restaurativos
aplicados no grupo tratado com laser e o grupo não tratado.
Em outro estudo, avaliando a força de adesão da resina composta em
esmalte e dentina preparadas com laser Er:YAG, alta rotação e ácido fosfórico
37%, Dunn et al. 2006, observaram nas análises, que a adesão pela ablação laser
ou condicionamento laser de esmalte e dentina é inferior ao observado ao
preparo em alta rotação convencional e ataque ácido.
Sendo assim, Ergucu et al. (2007) concluiu que após o preparo de
cavidades usando o laser Er,Cr:YSGG é recomendado o ataque ácido, para
melhorar a micro difusão do composto resinoso,
Acredita-se que a união efetiva do adesivo á superfície de esmalte
tratada com laser depende não somente das alterações estruturais do substrato
induzidas pelo laser, independente da condição de refrigeração (BOTTA et al.,
24
2007), mas também das características do adesivo utilizado na colagem.
(CARDOSO et al., 2008).
Esteves-Oliveira et al., ( 2007) observaram que a força tensora de
união do sistema adesivo (self etching primer) que combina ácido e primer em
uma única solução, nas superfícies de esmalte e dentina tratadas com laser
Er:YAG e Er,Cr:YSGG, apresentaram força de união estatisticamente menor que
o grupo controle.
Hamamci et al., 2009, avaliaram a força de união de braquetes á
superfícies de esmalte condicionada com quatro diferentes técnicas:
condicionamento ácido fosfórico, sistema auto condicionante, condicionamento
com laser Er:YAG e com laser Er,Cr:YSGG. Os resultados mostraram que o
condicionamento com ácido fosfórico 37% apresentou menor índice de fratura na
união com a superfície dentária. E que as superfícies condicionadas com laser
apresentam maior resistência á cárie, podendo ser uma alternativa ao
condicionamento ácido.
Quando comparado com a técnica de condicionamento ácido, a
ablação empregando o laser consumiu menos tempo (HAMANCI et. al., 2009) Os
modos de falha ocorreram predominantemente na interface braquete resina. (LEE
et al., 2003). No grupo irradiado com laser uma quantidade menor de adesivo
permaneceu colada na superfície do esmalte após a descolagem e menor tempo
foi gasto durante o procedimento de condicionamento da superfície. (GOKCELIK
et al., 2007).
Algumas adversidades quanto ao uso do laser foram observadas nos
estudos citados. Através da análise de microscópia eletrônica de varredura,
Groth, (1997) observou no seu estudo com laser Er: YAG a existência de áreas
não condicionadas, devido ao sistema laser pulsado, Usumez et al (2002) por
meio da análise estatística, observou elevados coeficientes de variação entre as
amostras condicionadas a laser (64% e 57%). Freitas (2005) constatou
sobreposição das irradiações o que levaria um maior efeito fototérmico na área
irradiada. Essas diferenças são atribuídas ao movimento do feixe laser, e fazem
com que a confiabilidade deste método como condicionador de esmalte se torne
questionável. Sendo assim, mais estudos são necessários para melhorar a forma
25
de irradiação com a finalidade de aperfeiçoar o método de condicionamento a
laser.
Outro fator importante é respeitar o ângulo de incidência do feixe laser
a distância focal e a porcentagem de ar/água usado durante o processo de
irradiação. A alteração do ângulo de incidência do feixe laser pode provocar
variações nas características de interação laser – tecido (TANOUS et al., 2001;
OLIVI et al., 2009; BASARAN et al., 2010).
4- MATERIAIS E MÉTODOS.
4.1 - Materiais.
Foram utilizados, no presente trabalho, os seguintes materiais e
equipamentos:
1- Equipamentos:
- micromotor e contra-ângulo, Dabi-Atlante, Ribeirão Preto, Brasil;
- máquina para ensaios mecânicos, marca Instron Corp., modelo 4411,
Mass USA.
- Laser Er, Cr: YSGG e óculos de proteção (Waterlase Millenium,
Biolase, San Clemente, CA, EUA – Projeto FAPESP CEPID/ CEPOF¹, Processo
n. 98/14270-8).
- Fotopolimerizador Ultrablue IS 350 mW / 600 mW.
- Lupa Estereomicroscópio Olympus, modelo SZ40, com 40x de
aumento.
2 - Materiais utilizados.
- Dentes bovinos.
- 48 braquetes metálicos (Dental Morelli Ltda, Brasil).
- Fill Magic Ortodôntico – adesivo monocomponente, fotoativado, com
flúor, para fixação de braquetes. (Vigodent, Brasil).
- Resina acrílica quimicamente ativada incolor (Vipi Flash, DentalVipi,
Pirassununga, Brasil).
- Tubos de p.v.c. para fixação das amostras.
- Cera utilidade liquefeita (Wilson, São Paulo, Brasil).
26
- Espátula LeCron (Duflex, Juiz de Fora, Brasil).
- Taça de borracha e pedra-pomes sem flúor (S. S. White, Petrópolis,
Brasil).
- Ácido fosfórico à 37%, Acid Magic (Vigodent, Brasil).
- Taça de borracha tipo Robinson (KG Sorensen).
- Pinça ortodôntica (Dental Morelli Ltda, Brasil).
- Sonda exploradora.
4.1.2. Parâmetros do Laser Er, Cr:YSGG.
O laser utilizado foi o Er, Cr: YSGG (Millenium, Biolase, San Clemente
EUA) (figura 2) do Laboratório Especial de Laser em Odontologia LELO- FOUSP,
da Universidade de São Paulo, seguindo o protocolo de Biossegurança.
O laser Er,Cr:YSGG apresenta comprimento de onda de 2780 nm,
modo de operação pulsado, com largura temporal de pulso de 140 a 200 s,
sendo a taxa de repetição fixa em 20 Hz . Apresenta ajuste de potência que varia
de 0 a 6 W, energia de pulso de 0 – 300 mJ, especificação elétrica de 220 volts. O
ajuste do pulverizador de água entre 0% a 99%, e ajuste de ar entre 0% a 99%. O
sistema laser apresenta quatro pré-programas fixos, mas o sistema pode ser
ajustado em qualquer nível desejado (figura 4), aumentando ou diminuindo a
potência, assim como a água e o ar, durante o processo. A distância focal deve
ser respeitada. Essa distância é de aproximadamente 0,9 a 1,5mm, e acima ou
abaixo desta distância, o laser perde em eficácia de ablação.
Este laser está incluído na classe 4 de lasers e sistemas lasers da
ANVISA.
A irradiação laser foi, neste trabalho, entregue por um sistema de fibra
óptica com ponta de safira (tipo G4) diâmetro de 600 µm. Foi respeitada uma
distância fixa de 1,5 mm em relação à superfície do esmalte, perpendicular à
superfície dentária irradiada. A irradiação foi feita realizando-se movimentos de
varredura no sentido mésio-distal (15s) e cervico-oclusal (15s) num total de 30
segundos, com objetivo de se obter uma área bem condicionada e uniforme. A
energia por pulso foi medida após as irradiações, sendo de 100±15 mJ. O
medidor utilizado foi um medidor de energia e potência com sensor para o
27
infravermelho (Powermeter modelo Fieldmaster e sensor modelo LM-P-10, da
Coherent). Os parâmetros laser utilizados foram:
Potência: 2 W
Ponta: G4, 600 m
Energia por pulso: 100 mJ
Densidade de energia: 35,4 J/cm²
Densidade de potência (intensidade): 708 W/cm²
Ar: 90%
Água: 75%
Figura 2 - Equipamento laser utilizado no presente trabalho - Millenium, Biolase,
San Clemente EUA.
4.1.3. Dentes.
Foram utilizados 48 dentes incisivos (figura 03) inferiores bovinos
direitos e esquerdos recém-extraídos. Os critérios utilizados para a seleção dos
dentes foram que apresentassem coroas intactas, ausência de descalcificação,
trincas e fraturas. Os incisivos mandibulares permanentes bovinos apresentam
similaridades anatômicas e histológicas, mostrando-se excelentes substitutos
para os dentes humanos na pesquisa odontológica. (CAMPOS et al., 2008).
28
Figura 3. Incisivo inferior de bovino.
4.1.4. Braquetes.
Foram utilizados 48 braquetes ortodônticos (figura 04) metálicos
Morelli, (Dental Morelli Ltda, Brasil) para incisivos centrais superiores (código
10.10.200), com malha na base, com torque +12°e angulação +5, comprimento
3,9 mm e 2,9 mm de altura. Os braquetes foram divididos em 16 braquetes para
cada um dos 3 grupos, grupo I, grupo II e grupo III.
Figura 4 - Braquete metálico para incisivo superior.
4.1.5. Sistemas de Adesão.
Após a realização do condicionamento específico para cada grupo, a
fixação dos braquetes foi feita com adesivo monocomponente fotopolimerizavél
Fill Magic Ortodôntico (Vigodent, Brasil). O adesivo foi aplicado sobre a malha do
braquete, cobrindo toda a sua superfície, com a própria seringa, exercendo suave
pressão.
4.2. MÉTODOS.
29
4.2.1. Limpeza e estocagem dos dentes.
Após exodontia, os dentes bovinos foram limpos com curetas
periodontais (Duflex, Juiz de Fora, Brasil), armazenados em recipientes plásticos
contendo água filtrada. Os dentes foram estocados em geladeira a 6 graus
centígrados, até o início do trabalho.
4.2.2. Preparo dos corpos-de-prova.
Para os testes de cisalhamento os dentes bovinos foram fixados
individualmente em resina acrílica quimicamente polimerizavél.
Quarenta e oito buchas de redução de PVC (Tigre, Cotia- SP) com 20
mm de diâmetro interno e 25 mm de altura foram preenchidas com resina acrílica
quimicamente ativada (Vipi Flash - Dentalvipi, Pirassununga-SP) na fase arenosa,
proporcionada e manipulada de acordo com as instruções do fabricante. As raízes
dos incisivos foram fixadas na resina acrílica e as coroas foram apoiadas em uma
placa de vidro que serviu como planificadora da face vestibular, de maneira a
manter um ângulo de 90 graus entre a superfície vestibular da coroa e a base de
acrílico. Em seguida as amostras foram numeradas para melhor identificação dos
corpos de prova.
4.2.3. Procedimentos prévios à colagem.
Após inclusão, foi realizada profilaxia na face vestibular de cada dente
com taça de borracha e pedra-pomes sem flúor (S. S. White, Petrópolis, Brasil) e
água por 10 segundos, seguida de lavagem e secagem pelo mesmo tempo com
jato de água e ar, livres de óleo por 20 segundos.
4.2.4. Grupos avaliados.
Os 48 dentes bovinos foram divididos em três grupos: grupo I, grupo II
e grupo III.
Para que houvesse uma padronização das amostras foi feita uma
demarcação no centro da superfície vestibular da área a ser condicionada.
Utilizou-se um molde de cartolina perfurado de forma retangular com área de 30
30
mm², 6 mm de comprimento por 5 mm de altura. Essas medidas foram baseadas
na área do braquete a ser colado.
► Grupo I – Condicionamento ácido.
O esmalte bovino delimitado foi condicionado com ácido fosfórico gel a
37% por 30 segundos, lavados e secos (evitando a contaminação por óleo) pelo
mesmo tempo.
► Grupo II – Condicionamento a Laser.
O esmalte bovino foi condicionado com laser Er,Cr:YSGG. Os
parâmetros laser utilizados foram:
Potência: 2 W
Energia por pulso: 100 mJ.
Densidade de energia: 35,37 J/cm².
Densidade de potência (intensidade): 707,5 W/cm².
Ponta: G4, 600 m.
Ar: 90%.
Água: 75%.
► Grupo III – Condicionamento Laser + ácido fosfórico.
O esmalte bovino foi condicionado com laser Er,Cr:YSGG.
Os parâmetros laser utilizados foram os mesmos do Grupo II.
Após a irradiação foi feito condicionamento com ácido fosfórico gel a
37% por 30 segundos, lavagem por 20 segundos e secagem por 20 segundos.
31
Figura 5 - Painel do laser ajustado nos parâmetros empregado nas amostras.
4.2.5 - Colagem dos braquetes.
Para este procedimento os braquetes, para incisivo centrais superiores,
foram posicionados na face vestibular do dente com auxílio de pinça ortodôntica
para colagem (Morelli Ltda, Brasil). Todas as colagens foram realizadas pelo
mesmo operador. Após o correto posicionamento do acessório, o mesmo foi
pressionado contra a superfície dentária com a finalidade de diminuir a espessura
do compósito entre o braquete e o esmalte. Um posicionador AX- 55 (Dental
Morelli) foi utilizado para que todos os braquetes fossem colocados numa mesma
posição, ou seja, mantendo o slot (canaleta) a uma distância de 0,5 mm da
cúspide do dente, eliminado a possibilidade de posicioná-los em locais diferentes.
O excesso de material foi removido com uma sonda exploradora n°5. A resina foi
fotopolimerizada por 20 s (10 s na mesial e 10 s na distal, conforme a
recomendação do fabricante), com uma unidade de luz azul pura -
fotopolimerizador Ultrablue IS, emissão de luz 600 mW, potência 7,5W, ciclo
programado de 40 segundos.
Após a colagem, os corpos-de-prova (figura 06) foram numerados e
armazenados em água destilada, por vinte e quatro horas.
32
Figura 06. Corpos-de-prova numerados.
4.2.7. Ensaio de resistência ao cisalhamento.
A resistência ao cisalhamento dos braquetes foi verificada em máquina
universal Instron Corp. modelo 4411, Mass, USA, com ponta ativa em cinzel, a
uma velocidade de 0,5 mm por minuto até a remoção do braquete. (figura 07 e
08).
Figura 07. Máquina universal Instron Corp. modelo 4411.
33
A base do braquete utilizado neste experimento possui 2,9 mm de
altura por 3,9 mm de comprimento, representando uma área total de 11,31 mm2.
Os valores do ensaio foram obtidos em Newtons e divididos pela área da base do
braquete utilizado, fornecendo os valores de resistência em MPa (Megapascal)
conforme mostrado na Tabela 1.
Figura 08. Corpo-de-prova durante o ensaio de resistência ao cisalhamento.
Tabela 1. Valores resultantes da resistência ao cisalhamento em Megapascoal.
Grupo I ( Megapascal) Grupo II ( Megapascal) Grupo III (Megapascal)
14.15 10.32 5.59
8.51 14.74 11.57
5.02 21.61 7.29
7.39 8.64 15.04
14.79 4.08 15.32
15.86 8.01 12.52
13.46 5.34 10.37
18.26 13.55 9.77
6.92 7.71 9.74
2.80 5.02 12.50
14.08 1.83 15.33
11.61 5.17 12.13
12.74 8.28 7.89
16.60 13.46 7.46
15.96 2.84 7.98
13.24 10.58 9.54 Tabela 01
34
5. RESULTADOS.
Os valores de resistência ao cisalhamento dos grupos I, II e III em
Megapascoal (MPa) (Tabela 01) foram submetidos à análise de variância
(ANOVA) com nível de significância de 5%.
5.1 - Análise Estatística.
Inicialmente foi realizada uma análise exploratória para verificar a
adequação dos dados aos pressupostos da análise de variância.
O programa estatístico indicou que os dados se mostraram adequados.
Definida pela análise de variância, não foi encontrada diferença entre
os grupos experimentais.
O teste estatístico foi realizado com nível de significância de 5%. As
médias e o desvio-padrão estão apresentados na Tabela 2 e ilustrados no Gráfico
1.
Tabela 2. Médias e desvio-padrão da resistência de união de diferentes métodos de condicionamento ácido.
Grupo Média
(MPa) DP
I 12.0 4.5 A
II 8.8 5.1 A
III 10.6 3.0 A
35
Gráfico 1. Representação gráfica das médias de resistência de união (MPa) nos
diferentes métodos de condicionamento do esmalte dental. 5.2- Avaliação do índice de remanescente do adesivo (IRA).
Após a descolagem, todas as amostras (Figuras 09, 10, 11, 12, 13,14)
foram observadas com lupa estereomicroscópio Olympus, modelo SZ40, com 40X
de aumento. As imagens foram fotografadas por uma câmera vídeo color Sony
CCD-IRIS acoplada ao estereomicroscópio, e as imagens foram transferidas para
um computador Pentium III 600 MHz (Intel Corporation, EUA). Através de um
software específico (Pinnacle Studio Plus). A sobreposição de um diagrama
dividido em 16 áreas foi realizada sobre a fotografia de cada corpo de prova. A
avaliação dos resultados foi realizada por análise cega.. A quantidade de adesivo
remanescente nestas superfícies foi então avaliada através do índice de adesivo
remanescente (Adhesive remnant index - ARI), de acordo com os escores. (Artun
e Bergland 1984).
Esta análise é baseada em uma escala de escores que varia de 0
(zero) a 3 (três):
→ Escore 0 - indica a ausência de qualquer resíduo da camada
adesiva na superfície de esmalte;
→ Escore 1 - indica a presença de menos da metade da resina
remanescente na superfície de esmalte.
36
→ Escore 2 - indica a presença de mais da metade da resina
remanescente na superfície de esmalte.
→ Escore 3 - indica a presença de toda a resina remanescente na
superfície de esmalte, juntamente com a impressão do desenho da base do
braquete.
Para comparar o índice de remanescente (IRA) utilizou-se o teste não
paramétrico de Kruskal- Wallis (p<0,01), por meio do qual, verificou-se que existe
diferença significativa entre os escores do IRA (tabela 4). Foi constatado que o
grupo II apresentou escore de IRA superior aos grupos I e III. (Gráfico 2).
Tabela 3: Freqüência e distribuição dos escores do Índice de Remanescente
entre os grupos.
Índice de remanescente (IRA)
Gráfico 2: Distribuição e freqüência dos escores do Índice de Remanescente
Adesivo entre o Grupo I, Grupo II e Grupo III, respectivamente.
IRA GRUPO I GRUPOII GRUPO III TOTAL
0 0 0 0 0
1 7 2 2 11
2 6 5 7 18
3 3 9 7 19
TOTAL 16 16 16 48
37
5.3. Limpeza do esmalte dentário
Com a finalidade de analisar o grau de dificuldade de remoção da
resina residual foi selecionado aleatoriamente uma amostra de cada grupo. O
procedimento de polimento da superfície de esmalte foi realizado com uma broca
multilaminada 9714F 30 lâminas da marca comercial KG Sorensen com
micromotor (Dabi Atlante, Ribeirão Preto – Brasil) em velocidade de baixa rotação
seguido de polimento com disco de lixa Sof-Lex 3M Espe – Brasil com abrasivos
grosso. Posteriormente as amostras foram fotografadas para analisar se houve
diferenças entre elas. (Figuras 10, 12,14).
38
5.4. Fotografias digitais.
As figuras 9, 11, e 13 ilustram as características da superfície de
esmalte submetidas a diferentes métodos de condicionamento, após a
descolagem dos braquetes ortodônticos.
Figura 09- Imagens ilustrativas das superfícies de esmalte dental do Grupo I que foram
submetidas ao condicionamento com ácido fosfórico a 37%.
Figura 10 - Imagem ilustrativa da superficie de esmalte do Grupo I após o
polimento.
39
Figura 11 - Imagens ilustrativas das superfícies de esmalte dental do Grupo II que
foram submetidas ao condicionamento a laser Er,Cr:YSGG.
Figura 12- Imagem ilustrativa da superfície de esmalte do Grupo II após o
polimento.
40
Figura 13 – Imagens ilustrativas das superfícies de esmalte dental do Grupo III que foram submetidas ao condicionamento a laser Er,Cr:YSGG seguido de ácido fosfórico a 37%.
Figura 14 – Imagem ilustrativa da superfície de esmalte do Grupo III após o polimento.
41
6. DISCUSSÃO.
O sucesso da colagem dos acessórios ortodônticos depende do
condicionamento da superfície de esmalte. O método comumente usado é o
condicionamento do esmalte com ácido fosfórico a 37%, que promove a
desmineralização da camada superficial obtendo-se uma superfície rugosa
favorável à adesão do material resinoso (RETIEF 1978). Além disso, a presença
de esmalte aprismático na região cervical de alguns elementos dentais produz um
condicionamento ácido muito pobre causando perda precoce do acessório
ortodôntico. (GARDNER e HOBSON 2000). A busca constante pela otimização da
técnica com procedimentos que visam preservar ao máximo a estrutura dental de
futuras anomalias, leva à busca de novas alternativas. (PROFITT e FIELDS
2002).
Os lasers têm se tornado amplamente difundido entre os profissionais,
especialmente nas especialidades odontológicas. Sendo assim, tem se cogitado o
uso do laser tanto como coadjuvante das terapias preventivas consagradas para
prevenção de cárie, tanto como agente condicionante na técnica de
condicionamento da superfície dental para colagem adesiva. Para promover
esses efeitos, os lasers de alta intensidade são os mais indicados, mais
precisamente os lasers de érbio que são ressonantes com o tecido duro
mineralizado. O laser Er,Cr:YSGG (2,79 µm) coincide com o pico de absorção do
íon hidroxila presente na hidroxiapatita ( 2,9 µm) e com o pico de absorção da
banda dos radicais (OH) presentes na água ( 3,00 µm). (FRIED et al., 1996,
HADLEY et al., 2000). Por meio de sua absorção por esses radicais, a irradiação
laser Er,Cr:YSGG atua em esmalte sendo capaz de promover a ablação do tecido
duro mineralizado, através de microexplosões que consomem a energia da
irradiação. (HOSSAIN et al., 2000; MEISTER et al., 2006), podendo ser utilizado
no condicionamento da superfície de esmalte dental (VON FRAUNHOFER 1993;
ABED e HESS 1990; VON FRAUNHOFER et.al., 1993; GROTH 1997; HOSSAIN
2001; LEE et. al., 2003; BASARAN et. al., 2007; GOKCELIK et al., 2007; BERK et
al., 2008; HAMAMCI et al., 2009 ) para a colagem de braquetes ortodônticos,
Já que a qualidade da adesão obtida com o condicionamento a laser
está diretamente relacionada à densidade de energia entregue, a determinação
de parâmetros que gerem superfície dental com características próprias para
42
adesão é de grande importância. (WALSH et al., 1994; BASARAN et al., 2007;
BERK et.al., 2008).
Desta forma com o intuito de evitar que ocorra ablação gerando
cavidades visíveis no esmalte, e com o objetivo de promover uma superfície
comparável à superfície adesiva condicionada com ácido fosfórico a 37%
(UZUMES et al., 2002; BASARAN et al., 2007; Berk et al.,2008 ; OZER et al.,
2008) buscou-se parâmetros seguros reportados na literatura, cujo o ajuste da
potência do laser Er,Cr:YSGG sugerido variam entre: 3W, 2W e 1,5W. ( HOSSAIN
et al. 2001; UZUMES et al., 2002; BASARAN et al., 2007; BERK et al., 2008;
OZER et al., 2008; OBEIDI et al., 2009). Segundo esses estudos, a força de união
com as potências de 0,5, 0,75 e 1 W mostraram não serem capazes de substituir
o condicionamento com ataque ácido em esmalte para colagem, pois são
significantemente mais fracas (BASARAN et al., 2007; BERK et al. ,2008).
Portanto acredita-se que a irradiação com a potência de 1,5 e 2 W podem ser
uma alternativa efetiva para substituir o ataque ácido convencional (UZUMES et
al., 2002; BASARAN et al., 2007; BERK et al.,2008 ; OZER et al., 2008) pois,
promovem uma superfície irregular e a presença de numerosos poros . Já a
superfície de esmalte condicionada com densidade de energia mais alta que 3W
apresenta cavidades visíveis como resultado. (GROTH 1997).
Assim, alguns autores observaram que a efetividade do laser pode ser
igual ou melhor que a do ataque ácido (ABED e HESS 1990; KUMAZAKI 1997;
LEE et al., 2003; USUMEZ e AYKENT, 2003; BASARAN et. al., 2007) além de ser
capaz de promover a diminuição do risco de cárie tornando a superfície de
esmalte mais ácido resistente. (KAYANO et al.,1991; KIM et al., 2006 ,HAMAMCI
et al., 2009).
Porém, os resultados de outros estudos indicaram que o
condicionamento a laser é insuficiente para propiciar uma efetiva adesão da
resina composta ao esmalte dental (ROBERTS-HARRY 1992; EDUARDO et al.,
1996; UZUMEZ et al., 2002; DUNN et al., 2006; ESTEVES-OLIVEIRA et al.,
2007), podendo comprometer a adesão dos acessórios ortodônticos á superfície
condicionada a laser. O valor mínimo aceitável de resistência à tração é de 0,6
kg/mm. (VON FRAUNHOFER et al., 1993; GROTH 1997). A fim de melhorar a
43
adesão, foi proposto por alguns estudos a associação do condicionamento a laser
ao condicionamento com ácido fosfórico. (LEE et al., 2003; ERGUCU et al., 2007)
Deve-se avaliar que, nesses estudos que apresentam resultados
contraditórios, encontram-se variações, quanto à potência laser utilizada, o tipo de
equipamento laser, ao tipo de feixe, a largura temporal dos pulsos ou mesmo as
características ultra-estruturais do esmalte, fato que influência o resultado
promovido no tecido alvo. (ZEZELL et al., 2005; BACHMAM 2005).
Às contradições encontradas na literatura motivaram este estudo, com
o propósito de comparar a força de adesão de braquetes ortodônticos colados em
superfície de esmalte bovino após o condicionamento ácido, após o
condicionamento laser e após o condicionamento laser mais ácido. O parâmetro
laser usado foi de 2 W, ponta G4, 600 µm, calibração de ar/ água com 90% e 75%
respectivamente. Estes parâmetros foram escolhidos considerando a média
encontrada na literatura. (HOSSAIN et al., 2001; UZUMES et al., 2002; BASARAN
et al., 2007; BERK et al., 2008; OZER et al., 2008; OBEIDI et al., 2009)
Sabe-se que o laser de Er,Cr:YSGG é emitido no modo pulsado, o que
minimiza os efeitos térmicos, pois existe o período de relaxação térmica;
conseqüentemente, ocorre menor probabilidade de injúria à polpa. Portanto, os
meios usados para adesão, neste estudo, são seguros, pois com este sistema e
os parâmetros utilizados não ocorre aumento de temperatura. (FREITAS 2005).
Observou-se no presente estudo, que a ablação empregando o laser
de érbio, quando comparada com a técnica de condicionamento ácido, consumiu
menos tempo, sendo mais rápida, pois na técnica convencional com
condicionamento ácido é necessário aguardar 30 segundos de condicionamento
seguido de 20 segundos de lavagem e 20 segundos de secagem.
Os resultados deste estudo obtidos pelo ensaio de resistência ao
cisalhamento mostraram que, estatisticamente, não houve diferença entre os
grupos e que o grupo condicionado com ácido fosfórico obteve uma força média
de adesão de 12 MPa ± 4,5 MPa. Já, o grupo condicionado a laser a força média
encontrada foi de 8,8 ± 5,1 MPa e no grupo laser mais ácido a força média obtida
foi de 10,6 ±3,0 MPa. (Tabela 02).
Segundo Reynolds (1975), de 6 a 8 MPa é clinicamente aceitável como
força de adesão. Para Maijer e Smith (1986) o valor de 8 MPa foi a força ideal de
44
adesão encontrada. Logo, conclui-se que as três modalidades são clinicamente
aceitáveis como método de preparação da superfície de esmalte para colagem.
Observou-se neste estudo maior resistência de união no grupo
condicionado com ácido (12,0 MPa ± 4,5 MPa) seguido do grupo condicionado
com laser 2W mais ácido (10,6 MPa ± 3,0 MPa) e do grupo condicionado a laser
2W ( 8,8 MPa ± 5,1 MPa) (Gráfico 01).
Os resultados de resistência ao cisalhamento no grupo ácido fosfórico
foram os mais elevados, em acordo com o estudo de Marracini et al., 2002.
Assim, apesar de mostrar adesão acima dos valores citados na literatura, o grupo
condicionamento com ácido, não apresentou fraturas na superfície do esmalte
após a descolagem do braquete. Contudo, se levado em consideração que a
força de adesão do braquete ao esmalte bovino é de 21% a 44% menor que no
esmalte humano, (OESTERLE et al., 1998) pode-se inferir que haja maior risco de
fratura do esmalte humano se a superfície dentária for tratada com
condicionamento ácido fosfórico 35% por 30 segundos em dentes jovens.
(NORDENVALL et al., 1978).
Portanto, este estudo do condicionamento a laser o resultado é
confirmado pelos estudos de HOSSAIN et al., 2001; USUMEZ et al. 2002;
ESTEVES- OLIVEIRA et. al., 2007; BASARAN 2007, onde a força de adesão
obtida com o condicionamento laser é comparável à obtida com ataque ácido.
Nas superfícies condicionadas a laser não foi observada nenhuma
alteração térmica, como carbonização, trincas, fusão ou vitrificação. (KELLER e
HIBST, 1989; ARCORIA et al., 1993; VISURI et al., 1996; HOSSAIN et al., 2001).
Estatisticamente não houve diferença entre os grupos avaliados no presente
estudo.
Visto que, uma resistência máxima não é essencial na colagem
ortodôntica, já que braquetes e acessórios ortodônticos serão removidos em dois
ou três anos, ao final do tratamento. A força de adesão não deve ser
extremamente baixa, uma vez que o braquete precisa manter-se fixado à
superfície dentária, nem extremamente alta para evitar que na descolagem
ocorram fraturas na superfície do esmalte.
Desta maneira o laser se mostra muito efetivo no condicionamento do
esmalte para colagem ortodôntica. Além de promover adesão dos acessórios
45
ortodônticos à superfície de esmalte acredita-se que torne a área irradiada mais
ácido resistente e os tecidos vizinhos menos susceptíveis á cárie. (KAYANO et
al., 1991; FRIED et al., 1996; HOSSAIN et al., 1999; CEBALLOS et al., 2001).
Segundo os autores Lee et al., 2003 e Esteves 2007, morfologicamente
o esmalte condicionado com laser mais ácido é similar ao esmalte condicionado a
laser, não havendo justificativa para uso de ambas as técnicas simultaneamente,
já que o tempo de trabalho se torna bem maior. Já o condicionamento com ácido
fosfórico da superfície irradiada com laser é capaz de remover toda a superfície
vítrea resultante da fusão e recristalização. (LIZARELLI ; BAGNATO 1999).
Após a descolagem, foi determinada a quantidade remanescente de
adesivo fixada ao esmalte. O grupo condicionamento com ácido apresentou o
menor índice de remanescente resinoso sobre a superfície de esmalte após a
descolagem (figura 09), observa-se a distribuição entre os modos de falhas índice
1 ( permanência de menos da metade do material adesivo sobre o dente) e índice
2 (mais da metade de material adesivo sobre o dente) . Esses resultados vão ao
encontro do trabalho de Usumez et al. (2002).
Já o grupo condicionado a laser apresentou grande quantidade de
resina após a descolagem (Figura 11), apresentado índice 3, onde toda a resina
encontra-se aderida ao esmalte, inclusive a impressão da malha do braquete.
O grupo condicionado laser mais ácido apresentou igual distribuição
entre os modos de falhas índice 2 e 3. (Figura 13).
Os índices 2 ou 3 indicam que o modo de falha na colagem ocorreu
predominantemente na interface braquete/resina devido a alta adesividade entre a
interface resina/esmalte. Esses resultados estão em acordo com Uzumes 2002 e
contra os resultados do estudo de Gokcelik et al., 2007 que mostram que no
grupo irradiado com laser havia menos quantidade de adesivo remanescente na
superfície de esmalte após a descolagem.
Uma quantidade maior de adesivo sobre a superfície de esmalte
irradiado a laser após a descolagem (Figura 11) pode ser considerado vantagem,
pois a quebra da força de união na interface braquete e adesivo é mais desejável
que a quebra na interface adesivo- esmalte uma vez que o esmalte pode fraturar
ao tracionar o braquete, principalmente quando se utiliza braquetes cerâmicos. O
resíduo resinoso aderido ao dente pode ser removido com instrumentos rotatórios
46
adequados de forma segura. (YAMADA 2002). No entanto, a maior quantidade de
adesivo remanescente após a descolagem requer um pouco mais de tempo para
sua remoção. Entretanto, como o polimento já é rotina na prática clínica, não
requer muito esforço por parte do operador.
Após o polimento recuperou-se a superfície de esmalte submetida aos
diferentes condicionamentos, não havendo diferença do resultado entre os três
grupos (Figuras 10, 12, 14).
Portanto, o condicionamento a laser mostrou ser mais prático e mais
rápido que o condicionamento ácido, podendo substituir o condicionamento ácido.
Por outro lado, o custo do laser ainda é muito elevado em comparação ao custo
do ataque ácido e o tempo de trabalho para remover a resina após a descolagem
é um pouco maior.
47
7- CONCLUSÃO.
A partir dos resultados obtidos nesta pesquisa foi possível concluir que:
- O condicionamento laser na potência de 2 W pode ser usado como
alternativa para substituir o condicionamento ácido na técnica convencional.
- O condicionamento a laser é comparável ao obtido com o
condicionamento ácido.
- Não foram observados clinicamente sinais de carbonização.
- Todos os métodos usados neste estudo têm potencial para a colagem
ortodôntica.
- Os grupos irradiados a laser apresentaram grande quantidade de IRA
em relação ao grupo condicionado com ácido.
- O condicionamento empregando o laser, consumiu menos tempo,
quando comparado ao condicionamento com ácido.
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