Tendo em vista o nosso interesse em analisar o efeito do laser Er:YAG sob dois diferentes tipos de substrato e dois sistemas adesivos com ações diferentes no mesmo experimento efetuamos o experimento fatorial do tipo 2 X 2 X 2. Consideramos três variáveis independentes; os fatores: tratamento de superfície , dente e sistemas adesivos. O primeiro fator relativo ao tratamento de superfície (TS) apresentou duas
categorias: sem irradiação com laser Er:YAG (N) e com irradiação laser Er:YAG (L). O segundo fator, relativo à origem do dente, apresentou duas categorias: esmalte de origem humana (H) e esmalte de origem bovina (B). O terceiro fator, relativo ao tipo de adesivo, apresentou duas categorias: adesivo convencional (C) e adesivo autocondicionante (A).
A variável dependente (resposta) foi a resistência ao cisalhamento medida operacionalmente pelos valores de tensão de ruptura (MPa) obtidos nos ensaios de cisalhamento.
As unidades experimentais foram os dentes humanos e bovinos restaurados.
Um experimento fatorial 2 X 2 X 2 apresenta oito tratamentos ou condições experimentais, em comparação. Efetuamos 15 réplicas em cada condição experimental.
Em cada réplica, selecionamos de forma casual uma condição experimental para cada unidade experimental. Obteve-se, portanto, 120 dados (ou seja, oito condições experimentais sob quinze repetições) que foram submetidos à análise estatística por meio dos programas computacionais: MINITAB (Minitab, version 14.12, 2004) e STATISTIX (versão 8.0, Analytical Software, Inc., 2003) e STATISTICA for Windows.
A estatística descritiva consistiu no cálculo de médias e desvios padrão.
A estatística inferencial consistiu no teste de análise de variância (ANOVA) a três fatores: dente, tratamento de superfície e adesivo e no teste de comparação múltipla de Tukey.
O estudo do efeito interação foi conduzido por meio do gráfico de médias.
O nível de significância escolhido foi o valor convencional de 5%. Também foi realizada projeção em porcentagens, dos tipos de fratura presentes em cada grupo experimental.
5.1 Análise estatística
Os dados obtidos nas condições experimentais estão apresentados na Tabela 1.
Tabela 1-Dados da resistência adesiva ao cisalhamento (MPa) referente às condições experimentais
HNC* HLC HNA* HLA BNC* BLC BNA* BLA
7.37 16.66 14.10 9.94 13.94 12.05 13.34 7.77 16.27 13.56 14.44 8.06 9.37 10.77 15.14 8.91 19.26 11.56 14.84 6.94 8.46 10.70 18.93 11.11 7.13 5.81 21.19 8.75 17.35 7.47 16.01 10.08 16.99 14.12 13.23 8.91 11.62 15.85 8.99 9.54 11.47 7.77 13.77 6.41 13.09 11.72 19.23 12.49 13.98 8.22 13.62 14.02 23.86 17.82 11.36 11.45 23.71 7.70 12.86 9.22 7.26 6.93 22.29 7.16 11.92 5.93 11.86 14.91 21.27 9.50 15.24 10.10 13.80 12.90 10.64 17.57 14.71 6.64 12.69 8.84 12.54 7.34 16.99 7.85 17.50 6.37 9.80 9.02 9.68 7.04 12.79 12.00 13.31 5.76 9.17 9.27 13.73 11.33 15.27 14.18 13.70 11.28 13.02 8.23 8.17 10.48 12.25 10.30 13.40 14.12 11.59 10.80 7.84 5.58 17.69 9.32 13.92 12.56 11.43 7.04 * Controles
A estatística descritiva dos mesmos esta representada na Tabela 2 e representada pelo gráfico de colunas (Figura 13), mostrados a seguir.
Tabela 2 - Média (±desvio-padrão) dos dados de resistência ao cisalhamento (MPa) obtidos para oito condições experimentais
Dente Sem laser(N) Com laser(L) Sem Laser(N) Com laser (L) Adesivo Convencional (C) Adesivo Convencional (C) Adesivo autocondicionante (A) Adesivo autocondicionante (A) H 12.92 (± 4.73) 9.73 (± 3.47) 14.36 (± 2.63) 10.55 (± 3.26) B 14.18 (± 4.46) 10.63 (±3.59) 13.88 (± 3.92) 9.45 (±1.57)
FIGURA 13 - Gráfico de colunas (média ± desvio-padrão) referente ás oito condições experimentais dos valores obtidos no ensaio de cisalhamento.
Verifica-se, com as informações acima, que as condições experimentais apresentam mesma dispersão: valores próximos do desvio- padrão e também pode-se notar os menores valores de resistência adesiva com a aplicação de laser Er:YAG para todos os grupos.
Aplicando-se a análise de variância (Anova) para avaliar a influencia das variáveis obteve-se a Tabela 3.
Tabela 3 - ANOVA para os dados de resistência ao cisalhamento (MPa) obtidos Efeito gl SQ QM F p Dente (H/B) 1 0,61 0,611 0,05 0,8278 TS (N/S Laser ) 1 420,60 420,601 32,75 0,0001* Adesivo (A/C) 1 1,16 1,160 0,09 0,7643 Interação 1 0,13 0,127 0,01 0,9210 Resíduo 112 1438,51 12,844 Total 119 1893,44 *<0,05
Verifica-se através da tabela acima que o fator origem do dente não foi significante (p > 0,05), ou seja, não houve diferença estatística entre o esmalte humano (11,89±3,97MPa) e o bovino (12,03±4,03MPa).
FIGURA 14 - Gráfico de colunas (média ± desvio-padrão) referente ao fator dente. Letras iguais não apresentam diferenças estatisticamente significantes.
Também observamos através da tabela Anova que o fator adesivo não foi significante, não apresentando então diferença estatística entre o adesivo convencional (11,86 ±4.37) e o adesivo autocondicionante (12,06± 3.59).
FIGURA 15 - Gráfico de colunas (média ± desvio padrão) referente ao fator adesivo. Letras iguais não apresentam diferenças estatisticamente significantes.
A Interação tripla das variáveis Esmalte X Tratamento Superfície X Adesivo também não foi significante.
O fator tratamento de superfície foi estatisticamente significante (p<0,05), então realizamos o teste de Tukey (Tabela 4).
Tabela 4-Resultado da comparação de médias em relação ao fator tratamento de superficie, após a aplicação do teste de Tukey ( 5%)
Tratamento de Superfície Média (± desvio padrão) Grupos Homogêneos Com Laser Sem Laser 10,09±3,52 13,84±,3,95 A B
Pode-se afirmar que a união adesiva das amostras que sofreram irradiação pelo laser Er:YAG (10,09±3,52) foi menos resistente do que a da amostras não irradiadas (13,84±,3,95).
O estudo do efeito interação foi conduzido por meio do gráfico de médias:
FIGURA 16 - Gráfico de médias das oito condições experimentais obtidos no ensaio de cisalhamento.
O gráfico acima indica que o relacionamento entre as médias para cada condição experimental independente do tipo de dente e do tipo de adesivo sob condição sem laser é a mesma que sob condição com laser.
5.2 Análise estatística do tipo de fratura
Os resultados das avaliações dos tipos de fratura encontram-se na Tabela 5 e ilustrados pela figura 17.
Tabela 5 - Tipos de fratura de acordo com as condições experimentais:
HNC HLC HNA HLA BNC BLC BNA BLA
Coesiva tipo I 0 0 0 0 0 0 0 0 Coesiva tipo II 2 1 2 2 4 3 4 3 Adesiva 8 9 9 8 6 7 7 9 Mista 5 5 4 5 5 5 4 3 0 10 20 30 40 50 60 70
HNC HLC HNA HLA BNC BLC BNA BLA Grupos
%
Coesiva Tipo I Coesiva tipo II Adesiva Mista
FIGURA 17 - Gráfico de distribuição em porcentagens dos tipos de fratura das interfaces adesivas de acordo com os grupos experimentais.
6.1 Da Metodologia
Desde os primeiros estudos de adesão, à superfície do esmalte e da dentina9,10, muito se modificou na odontologia restauradora em relação à realização do preparo cavitário, aos sistemas adesivos e as técnicas restauradoras; buscando a conservação da estrutura dental, simplificação de técnica, durabilidade clínica, estética e conforto para os pacientes.
O estudo do processo de adesão ás estruturas dentais é fundamental para análise do comportamento e aprimoramento dos sistemas adesivos. Assim, são necessários testes laboratoriais que comprovem a eficiência e confiabilidade dos materiais3. Contudo, autores como Oilo64, Retief et al.73e Rueggeberg75 apontaram para a necessidade de padronização e cuidados com as variáveis, tais como o substrato, tempo de estocagem e métodos de teste, para que se possam obter resultados mais confiáveis, possibilitando a comparação dos resultados a outros estudos, bem como a pesquisa in vivo.
Atualmente é muito difícil obter dentes humanos para a realização dos testes adesivos56, devido ao aumento na qualidade da saúde dental,
o uso de procedimentos mais conservadores63 e as novas políticas de
saúde na odontologia. Neste contexto, os dentes bovinos têm sido a alternativa mais utilizada para a substituição aos dentes humanos em testes adesivos 60,63,75.
Os dentes humanos foram desinfectados antes do congelamento com solução de cloramina 5% que segundo DeWald20 é o melhor meio de desinfecção de dentes recém-extraídos. O meio de estocagem também é um fator de grande importância nas pesquisas de adesão. Há uma grande
variedade de trabalhos que se estudaram diferentes soluções para estocagem. Neste estudo optou-se pelo congelamento dos dentes humanos e bovinos em água destilada a –18ºC, que também é utilizado por pelos autores Tonami et al.85 e Watanabe & Nakamichi90. O período de armazenamento foi de no máximo 30 dias estando de acordo com a norma ISO/TS 11405, que preconiza um tempo de armazenamento de até 6 meses para manter a integridade das estruturas de esmalte e dentina.
Quanto ao uso do laser de Er:YAG, vários estudos têm sido realizados a fim de verificar a possibilidade de se melhorar a resistência adesiva na interface dente/restauração com a utilização desta tecnologia. Porém, a literatura revela resultados ainda controversos, devido, principalmente, à dificuldade de padronização dos parâmetros utilizados em cada tecido e de acordo com cada finalidade. Portanto, os efeitos produzidos pelos lasers dependem da intensidade de energia e da dose aplicada47.
O laser de Er:YAG é indicado para aplicação em tecidos dentais1, promovendo a remoção do esmalte e da dentina através de um processo denominado ablação temomecânica39. Aeficácia na ablação dos tecidos duros dentais, se da devido ao comprimento de onda de emissão (2,94m) ser bem absorvido pela água presente na composição dos tecidos mineralizados, sendo absorvida pela água confinada nos cristais de hidroxiapatita e pelo radical hidroxila (OH-) da hidroxiapatita40.
Neste estudo foi utilizado o laser Er:YAG com comprimento de onda de 2,94 μm nos parâmetros de 300 mJ de energia por pulso, distância de 12mm, durante 30s e densidade de energia de 54J/cm2, baseando-se na pesquisa de Delfino et al.17, que obtiveram maiores valores de resistência adesiva com a utilização destes parâmetros.
A refrigeração com "spray" de água, durante a irradiação com o laser de Er:YAG, reduz o aumento da temperatura, a ocorrência de
alterações térmicas, como trincas, carbonização ou fusão, o risco de danos térmicos pulpares e torna a ablação mais efetiva11,39,41,42.
Para medir a resistência adesiva, pode-se usar os testes de cisalhamento, tensão ou microtração. No entanto em concordância com vários autores, optamos pelo teste de resistência ao cisalhamento por ser o teste de resistência mais representativo das situações clínicas12 resultando em um maior numero de falhas adesivas e ser o mais efetivo para comparação entre os dados de um mesmo trabalho24,64.
Além disso, para a realização dos ensaios de cisalhamento, é fundamental a obtenção de uma superfície plana, para que o cilindro de resina composta esteja localizado a 90º em relação à superfície do dente, pois isto permite que as tensões incidam paralelamente à superfície dental3,64. E com a fixação dos corpos-de-prova na base metálica, realizada neste estudo, o ponto de aplicação da carga foi idêntico em toda a amostra, havendo uma distribuição uniforme do estresse, e conseqüentemente aplicação de cargas de fratura semelhantes64.
Utilizamos a velocidade de 0,5mm/min para o teste de cisalhamento de acordo com o estudo de Hara et al.38 que compararam diferentes velocidades (0,5; 0,75; 1 e 5mm/min) e concluíram que a velocidade utilizada no ensaio interfere nos resultados obtidos. Com a velocidade de 0,5mm/min, 92,5% das amostras apresentaram falhas adesivas em comparação a 47% (5mm/min), 70% (1mm/min) e 91,6% (0,75mm/min). Os autores também afirmaram que a padronização de testes de cisalhamento é extremamente importante e que há a necessidade de um esforço geral para que ela aconteça.
6.2 Dos resultados
Quando se aplicou o teste ANOVA (Tabela 3) para estudar a influência das variáveis, verificou-se que o efeito interação das três variáveis não foi estatisticamente significante, como também não foi significante os efeitos tipo de adesivo e origem do substrato.
Em relação à origem do substrato através da figura 14, observamos valores médios de resistência adesiva estatisticamente semelhantes entre esmalte humano e bovino. Este resultado pode ser explicado, pois utilizamos para a comparação da resistência adesiva a superfície de esmalte de terceiros molares humanos e de incisivos bovinos embasados na literatura de que estes substratos apresentam constituição química mineral5,54 e características histológicas e morfológicas semelhantes apresentando desta maneira valores de união semelhantes ao esmalte e dentina superficial humanos24,52,72,77.
O esmalte apresenta uma constituição peculiar, visto que é o tecido mais duro do organismo humano, e sua constituição ocupa 95% em peso de sais inorgânicos, principalmente fosfato de cálcio, e 5% em peso de material orgânico34. Estas características favorecem e facilitam a aplicação dos sistemas adesivos: alto conteúdo inorgânico, homogeneidade estrutural, baixa umidade e, sobretudo, estabilidade. Desta forma, quando condicionado, pode ser seco com jato de ar, o que proporciona a visualização do efeito desse condicionamento ácido e aumento da energia de superfície, que facilita a penetração dos componentes do sistema adesivo74.
Durante muitos anos, tem se pesquisado o efeito de diversos ácidos nas mais variadas concentrações na superfície de esmalte e da dentina49,78, 82. A utilização do ácido fosfórico nas concentrações de 30- 40% promove a remoção da "smear layer", havendo a desmineralização
de 5 a 50 m da superfície do esmalte82, aumentando sua energia de superfície e favorecendo a penetração do agente adesivo, promovendo o embricamento micromecânico da resina composta10,33,35,68,78,82 refletindo em valores mais elevados de resistência adesiva26,33
Com o advento dos sistemas adesivos autocondicionantes uma nova filosofia adesiva foi proposta, preconizando o tratamento da "smear layer", com um "primer" acidulado, e não a sua remoção total com ácido fosfórico62,68,88,90,74.O adesivo autocondicionante se difunde pelo "smear layer" e "smear plugs", atingindo o substrato dental subjacente, promovendo simultaneamente sua desmineralização e hibridização, formando os "tags" e a camada híbrida 36,88,68,90.
Os componentes reativos nos sistemas autocondicionantes são ésteres álcoois bivalentes com ácido metacrílico e ácido fosfórico ou derivados, além dos monômeros hidrofílicos tradicionais, como o HEMA88. O resíduo fosfato é responsável por condicionar o esmalte, enquanto que o componente metacrilato da molécula é responsável pela copolimerização com o agente de adesão (bond) e a resina composta36.
Muitos trabalhos na literatura relatam a menor efetividade do sistema autocondicionante em esmalte37,56,67,70,89. Pashley e Tay67 relataram que os sistemas autocondicionantes podem produzir diferentes padrões de condicionamento no esmalte dependendo de sua agressividade. Segundo Perdigão et al.71 há uma correlação significante
entre o pH das soluções condicionadoras e as médias de resistência adesiva obtidas em esmalte, adesivos com pH altos tendem a obter resultados de resistência menores do que adesivos que apresentem pH mais baixos.
Porém, através da figura 15 observamos valores médios de resistência adesiva estatisticamente semelhantes para os dois sistemas adesivos testados.
Tal resultado pode ser explicado por uma melhora na tecnologia dos atuais sistemas autocondicionantes em relação aos primeiros
lançados no mercado. Foram adicionados a formulação dos adesivos autocondicionantes atuais monômeros acídicos, como MDP ou
PhenilP36,88, para reduzir o pH, aumentando a capacidade dos
monômeros ácidos do primer, melhorando sua capacidade de
desmineralização da superfície dos prismas de esmalte permitindo a interdifusão dos monômeros resinosos, indicando que a adesão tende a aumentar conforme aumenta a acidez dos agentes condicionadores70, fazendo com que estes novos adesivos apresentem valores de adesão estatisticamente semelhantes aos obtidos pelos adesivos convencionais e o condicionamento com ácido 43,58,83.
O adesivo autocondicionante utilizado neste estudo Xeno III apresenta pH=1 sendo considerado um adesivo agressivo por Pashley e
Tao67. Contém os monômeros HEMA, que funcionam como primer
acídico, e UDMA, que contribui para a resistência coesiva. Além destes, possui dois monômeros patenteados pelo fabricante, Pyro-EMA e PEM-F, que contribuem para o condicionamento ácido e para a adesão, respectivamente19.
Devido às diferenças nas metodologias empregadas nas pesquisas, existe uma controvérsia na literatura quanto aos resultados obtidos nos testes de resistência adesiva. Concordando com nossos resultados esta o estudo de Nagayassu58 que ao realizar teste de microsalhamento com cinco diferentes tipos de sistemas adesivos em esmalte humano desgastado com lixas, concluiu que não houve diferença estatística entre os valores de resistência adesiva encontrados entre o Single Bond e Xeno III.
No presente estudo, quanto ao efeito do tratamento de superfície pode-se dizer, por meio das tabelas 2 e 4, que o condicionamento do esmalte com laser Er:YAG promoveu resultados significativamente inferiores aos obtidos para os grupos não tratados com laser - controles.
Tais resultados também foram encontrados por diversos autores6,17,18,23,21,79, que concluíram que as cavidades preparadas pelo
laser são menos receptivas ao processo de adesão do que as cavidades obtidas convencionalmente (brocas ou desgaste com lixas d água).
Os primeiros estudos relacionando valores de resistência adesiva a estrutura dental irradiada com o laser de Er:YAG discutiam se este tipo de laser poderia ser utilizado como uma alternativa ao condicionamento ácido, baseando-se no fato que a irradiação laser promove a remoção dos tecidos mineralizados dentais sem a formação da smear layer
42,61,87,93 que prejudica a adesão.
No estudo de Gutknecht et al. 32 não foram observadas diferenças, nos valores de adesão, ao esmalte condicionado com laser de Er:YAG ou ácido. Segundo Bispo7, Hossain et al. 42, Li et al.51 e Sakakibara et al. 76 o laser cria um padrão morfológico microretentivo heterogêneo, parecidos com "favos de mel", sugerindo favorecer à adesão de materiais restauradores estéticos. Em contrapartida, Eduardo et al.22 relatam que estas modificações eram insuficientes para propiciar uma efetiva adesão da resina composta ao esmalte dental, fazendo com que em sua pesquisa os maiores valores de adesão ao esmalte fossem obtidos quando condicionado com o ácido, que os obtidos com o laser de Er:YAG. Ceballos et al.14 concluíram que a irradiação com laser Er:YAG não é uma alternativa válida em esmalte e dentina pois um pré-tratamento com condicionamento ácido tem uma melhor efetividade. De Munck et al.18 relata que o condicionamento por laser é claramente menos efetivo do que o obtido pelo ácido. Em concordância estão os resultados de Armengol et al.2, que verificaram que o laser Er:YAG aumentou a energia
livre de superfície e a rugosidade do esmalte e da dentina, porém não produziu uma morfologia desejável ao processo adesivo. Estes resultados
concordam com as observações de Martinez- Insua et al.55 que
observaram em MEV que a superfície de esmalte e dentina irradiadas pelo laser Er:YAG apresenta-se com extensas fissuras que são desfavoráveis a adesão.
Além da irradiação com o laser de Er:YAG promover a remoção dos tecidos mineralizados dentais, quando as superfícies de esmalte de dentes foram irradiadas por feixes do respectivo laser um grau de alteração foi conferido à superfície, tornando-a mais ácido resistente. Ocorrem alterações na composição desse esmalte dental, com uma redução no conteúdo de água, fosfato e carbonato mais solúveis da hidroxiapatita, aprimorando o grau dos cristais minerais, melhorando-se o rearranjo de íons na estrutura cristalina do esmalte irradiado, tornando-o menos solúvel às substâncias desmineralizadoras25,42,44,57,55,80,92 dificultando na adequada difusão dos adesivos17,21e resultando em baixos valores de adesão.
Groth30 avaliando a resistência adesiva, as forças de cisalhamento, da resina composta à superfície do esmalte dental humano condicionado com ácido fosfórico 37% por 30s ou com o laser de Er:YAG ou ainda, associando o laser de Er:YAG com o ácido fosfórico não observou diferenças estatísticas nos maiores valores de adesão encontrados entre o grupo condicionamento apenas com ácido (12,19MPa) e no grupo onde foi feita a associação laser + ácido (12,42MPa). Em concordância estão os resultados de Bispo7, Gonçalves et al.28 e Lessa et al.50 que observaram que os valores de resistência adesiva dos grupos tratados com laser associado ao ácido fosfórico, foram semelhantes aos dos grupos tratado apenas com ácido.
Em Contrapartida Trajtenberg et al.87 observou maior aderência ao
esmalte e dentina que foram irradiados com o laser Er: YAG anteriormente ao condicionamento ácido, em comparação com aqueles tratados com brocas e ácido. Inversamente, Delfino et al17 e De Munck et al.18ao realizarem tese de microtração observaram valores mais baixos de adesão em cavidades preparadas com laser + ácido quando comparado ao aqueles preparadas com brocas+ ácido .
Segundo Groth et al.31 a superfície do esmalte tratado com laser revela uma ligeira redução na concentração mineral, propiciando também
no aumento de sua porosidade, permitindo uma maior penetração do ácido bem como o aumento da profundidade de desmineralização. Contudo Dunn et al.21 relata que o ataque ácido realizado após o condicionamento do esmalte com laser cria uma superficie mais retentiva apenas em relação à aquela criada pela utilização do laser sozinho, fazendo com que os valores de resistência adesiva ainda se apresentem baixos em relação aos valores médios obtidos pelo grupo tratado apenas com ácido. Segundo os autores o condicionamento com ácido fosfórico remove parte das microtrincas criados pela irradiação do laser, porém, os efeitos termomecânicos se estendem pela subsuperfície do esmalte e dentina, comprometendo a integridade da interface de união dente restauração e resultando na redução dos valores adesivos.
Em nosso estudo também fizemos a associação do tratamento do esmalte com laser e sistema adesivo autocondicionante. Em 2001, Navarro61 comparou a adesividade do adesivo autocondicionante Clearfil em esmalte e dentina humanos tratadas ou não com laser Er:YAG e os resultados mostraram que o laser de Er:YAG não foi capaz de melhorar a efetividade do sistema autocondicionante no esmalte. Estes resultados também foram encontrados por Souza et al.79 que avaliando a influência do condicionamento do esmalte bovino com laser de Er:YAG sobre a resistência de união de adesivos autocondicionantes, entre eles o Xeno III, observaram que o condicionamento da superfície de esmalte com laser levou a uma queda significativa na resistência de união de todos os adesivos autocondicionantes testados. Estas observações estão de acordo com os resultados deste estudo.
Esteves-Oliveira et al.23 utilizaram um adesivo autocondicionante em esmalte e dentina preparada por laser Er:YAG ou laser Er, Cr:YSGG ou broca e verificaram que este apresentou desempenho menos efetivo para os grupos preparados pelos diferentes lasers do que os preparadas por broca. Este resultado também foi obtido por Delfino et al., em 2007, comparando o tratamento da superfície de esmalte com broca ou laser