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
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
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.
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.
"A mente que se abre a uma nova idéia jamais voltará ao seu tamanho
original." Albert Einstein.
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.
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.
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.
m - Micrômetro- submúltiplo de metro. nm- Nanômetro.
CO2- Dióxido de carbono.
W- Watt- unidade de potência. W/cm²- Watt por centímetros quadrado.
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
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
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).
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.
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.
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).
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).
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,
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.
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),
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
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
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
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
-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 laconcluiu-ser 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);
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
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
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
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
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).
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.
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)
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
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.,
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
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.
- 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
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).
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.
4.2.1. 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
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.
