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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLOICA DO PARANÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ODONTOLOGIA
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO ORTODONTIA
MARCOS ADRIANO SABATOSKI
RUGOSIDADE NATURAL DO ESMALTE E SUA INFLUÊNCIA NA
RESISTÊNCIA ADESIVA
CURITIBA
2008
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MARCOS ADRIANO SABATOSKI
RUGOSIDADE NATURAL DO ESMALTE E SUA INFLUÊNCIA NA
RESISTÊNCIA ADESIVA
CURITIBA
2008
Dissertação apresentada ao Programa
de Pós-graduação em Odontologia da
Pontifícia Universidade Católica do
Paraná, como parte dos requisitos para
obtenção do Título de Mestre em
Odontologia – Área de Concentração em
Ortodontia.
Orientador: Prof. Dr. Hiroshi Maruo
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iii
Aos meus pais,
Dionísio Sabatoski e Ana Cléia Farago Sabatoski, pelo amor, carinho e dedicação
em todos os momentos. Vocês são meus exemplos de vida, simplicidade e
persistência. Obrigado por me apoiarem em mais uma etapa da minha vida.
Aos meus irmãos,
Ana Regina Sabatoski e Cláudio Vinícius Sabatoski pelo apoio, incentivo e amizade
constante.
DEDICO
iv
AGRADECIMENTO ESPECIAL
Ao Prof. Dr. Hiroshi Maruo, pela orientação segura e inestimável contribuição a
minha formação ortodôntica, pela amizade e confiança construída ao longo desta
jornada, a minha gratidão.
v
AGRADECIMENTOS
A Pontifícia Universidade Católica do Paraná pela oportunidade de realizar
este mestrado e bolsa de estudos parcial concedida.
Ao Diretor do Programa de Pós-Graduação em Odontologia, Prof. Dr. Sérgio
Vieira, pelo apoio e atenção dispensados.
Ao Prof. Dr. Orlando Tanaka, pelo exemplo contagiante de dedicação, pelos
conhecimentos transmitidos e por sua amizade.
Ao Prof. Dr. Odilon Guariza Filho, pelos ensinamentos transmitidos, pela
amizade construída ao longo desta jornada e pelos momentos bem humorados.
À Prof
a
. Dra. Elisa Souza Camargo, pelo agradável convívio, conhecimentos
transmitidos, dedicação e responsabilidade.
Aos meus colegas Bruno, Fernanda, Jucienne, Luciana, Luégya, Luís Filipe,
Mariana, Raul, Ricardo, Saulo e Taís, pela amizade, momentos compartilhados e
conhecimentos adquiridos em grupo.
Aos doutorandos em Ortodontia da PUCPR, Armando e Ivan, pelo convívio
agradável.
Ao Prof. Dr. Sérgio Aparecido Ignácio, pelo convívio, atenção e competência
ao realizar a análise estatística deste trabalho.
A todos os professores das áreas conexas, pelos ensinamentos transmitidos.
A todos os meus amigos, que sempre estiveram comigo, torcendo e vibrando
pelas minhas conquistas.
Ao técnico do laboratório de Ensaios de Materiais da Engenharia Mecânica,
Jaison Sanders, pela disposição e boa vontade na realização deste trabalho.
À Neide Reis Borges, secretária do Programa de Pós-Graduação da PUCPR,
pelo carinho, e atenção prestada.
vi
Às estagiarias Aline Wiens e Paula Maiza de Marchi, pela disponibilidade para
ajudar sempre que necessário.
À funcionária da clínica de Ortodontia da PUCPR, Silvana Casagrande
Gabardo, pela preciosa atenção dispensada.
Aos funcionários da PUCPR, pelo profissionalismo e dedicação que tornam
possível o trabalho em laboratórios e clínicas.
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SUMÁRIO
1. ARTIGO EM PORTUGUÊS....................................................................................................
PÁGINA TÍTULO.........................................................................................................................
RESUMO....................................................................................................................................
INTRODUÇÃO............................................................................................................................
MATERIAL E MÉTODOS...........................................................................................................
RESULTADOS...........................................................................................................................
DISCUSSÃO...............................................................................................................................
CONCLUSÃO.............................................................................................................................
REFERÊNCIAS..........................................................................................................................
TABELAS...................................................................................................................................
FIGURAS...................................................................................................................................
2. ARTIGO EM INGLÊS............................................................................................................
TITLE PAGE...............................................................................................................................
ABSTRACT...............................................................................................................................
INTRODUCTION.......................................................................................................................
MATERIAL AND METHODS.....................................................................................................
RESULTS..................................................................................................................................
DISCUSSION............................................................................................................................
CONCLUSIONS........................................................................................................................
REFERENCE.............................................................................................................................
TABLES.....................................................................................................................................
FIGURES...................................................................................................................................
3. ANEXOS................................................................................................................................
ANEXO1- REVISÃO DE LITERATURA.....................................................................................
ANEXO 2- TERMO DE APROVAÇÃO DO COMITÊ DE ÉTICA................................................
ANEXO 3- MATERIAL E MÉTODOS.........................................................................................
ANEXO 4- ANÁLISE ESTATÍSTICA..........................................................................................
ANEXO 5- NORMAS DA REVISTA AMERICAN JOURNAL OF ORTHODONTICS &
DENTOFACIAL ORTHOPEDICS..............................................................................................
2
1. ARTIGO EM PORTUGUÊS
3
PÁGINA TÍTULO
RUGOSIDADE NATURAL DO ESMALTE E SUA INFLUÊNCIA NA RESISTÊNCIA
ADESIVA
Marcos Adriano Sabatoski
Mestrando em Odontologia – Área de Concentração em Ortodontia
Pontifícia Universidade Católica do Paraná
Hiroshi Maruo
Professor Titular do Programa de Pós-Graduação em Odontologia – Área de
Concentração em Ortodontia
Pontifícia Universidade Católica do Paraná
Endereço para correspondência:
Prof. Dr. Hiroshi Maruo
Programa de Pós-Graduação em Odontologia - Ortodontia
Rua Imaculada Conceição, 1155
Cep: 80215-901 – Curitiba-PR-Brasil
Telefone: 55 41 3271-1637 / Fax: 55 41 3271-1405
e-mail: [email protected]
4
RESUMO
Introdução: O objetivo deste trabalho foi determinar e comparar os parâmetros da
rugosidade longitudinal e transversal da superfície do esmalte de dentes bovinos e,
avaliar a influência desses parâmetros na resistência adesiva (RA). Métodos: Foram
utilizados 90 incisivos permanentes bovinos. A rugosidade da superfície do esmalte
foi mensurada com rugosímetro. Para cada dente foram realizadas 5 leituras no
sentido longitudinal e 5 no transversal ao longo eixo do dente em uma área igual a
dimensão da base do bracket. Os brackets metálicos foram colados com Transbond
XT e após 24h, avaliou-se a RA em máquina universal de ensaios. Resultados: O
teste de correlação linear de Pearson mostrou correlação estatisticamente
significante (p<0,01) entre as rugosidades longitudinal e transversal. A correlação
entre as rugosidades longitudinal e transversal com a RA não foi estatisticamente
significante (p>0,05). O mesmo resultado foi observado para a correlação entre
rugosidade total (Ra longitudinal e Ra transversal) e RA. O teste t de Student
demonstrou haver diferença estatisticamente significante (p<0,05) entre rugosidade
longitudinal e transversal. Conclusões: A rugosidade transversal foi maior que a
longitudinal; existe forte correlação entre rugosidade longitudinal e transversal; não
há correlação entre rugosidade do esmalte e RA.
Palavras-chave: resistência adesiva, rugosidade, esmalte dentário, braquetes
ortodônticos.
5
INTRODUÇÃO
A colagem direta dos brackets ortodônticos na face vestibular dos dentes
idealizada por Newman,
1
em 1965, com a finalidade de eliminar as bandas metálicas
só se tornou possível devido ao conceito do condicionamento ácido do esmalte
introduzido por Buonocore,
2
em 1955. Este condicionamento ácido possibilitou a
colagem de acessórios ortodônticos por meio do uso de sistemas adesivos com alta
resistência de união, para resistir às forças exercidas durante a mastigação e às
forças geradas pelo tratamento ortodôntico.
A partir de então, pesquisas estão sendo realizadas, com o objetivo de
analisar a resistência adesiva das técnicas de colagem direta em Ortodontia,
variando o sistema adesivo,
3-7
o tipo e tempo de condicionamento do esmalte
6,8
e
tipos de brackets ortodônticos.
9,10
O trabalho de Powers e Messersmith
11
mostra que vários são os fatores que
podem interferir na resistência de união entre o esmalte e o bracket, incluindo o tipo
de dente, alta concentração de fluoretos (fluorose), concentração e tempo de
condicionamento ácido, sistema adesivo e base do bracket. Nota-se assim que, nos
testes de resistência adesiva, grande ênfase é dada à concentração e ao tipo de
ácido, tempo de condicionamento, sistema adesivo e tipos de brackets, e pouca ou
nenhuma atenção às características da superfície do esmalte. Segura et al
12
referiram-se à rugosidade, como uma característica do esmalte que está
intimamente ligada ao brilho, reflexão da luz e ao acúmulo e retenção da placa
bacteriana. A literatura mostra trabalhos que avaliaram a rugosidade de dentes
decíduos e permanentes humanos
13
, o efeito da microabrasão na rugosidade de
superfície de materiais restauradores, na dentina e no esmalte,
14,15
a correlação
entre rugosidade do esmalte e molhamento,
16
e ainda, a influência de vários
6
métodos de condicionamento de superfícies cerâmicas na rugosidade e na
resistência adesiva de brackets metálicos.
17,18
A rugosidade é definida como o conjunto de irregularidades, isto é, pequenas
saliências e reentrâncias que caracterizam a superfície e que podem ser avaliadas
por meio de aparelhos eletrônicos, a exemplo do rugosímetro. Jung et al
19
levantaram a hipótese da rugosidade resultar em maior área de adesão facilitando o
escoamento do adesivo, mas que irregularidades profundas e estreitas poderiam
levar a inclusão de bolhas entre o esmalte e o compósito enfraquecendo a
resistência adesiva. Assim, ao se considerar que o condicionamento ácido
transforma a superfície lisa e suave do esmalte em uma superfície irregular,
permitindo que os monômeros resinosos dos materiais restauradores penetrem
dentro das irregularidades por atração e copolimerizem-se entre si, promovendo
adesão
20
, deve-se considerar a possibilidade ou a hipótese da rugosidade da
superfície do esmalte interferir na resistência adesiva dos brackets.
Considerando que a colagem dos brackets ortodônticos é largamente utilizada
na clínica de Ortodontia, é relevante testar esta hipótese que pode influenciar
diretamente na eficiência da colagem. Além do mais, como os experimentos de
resistência adesiva de brackets colados à superfície do esmalte até o momento
testados não consideraram a rugosidade do esmalte natural, dependendo dos
resultados deste trabalho podem comprometer os resultados, atribuídos aos tipos de
brackets, sistemas adesivos, concentração e tempo de condicionamento ácido.
Por estas razões o objetivo deste trabalho foi determinar e comparar os
parâmetros da rugosidade longitudinal e transversal da superfície do esmalte de
dentes bovinos e, avaliar a influência desses parâmetros na resistência adesiva.
7
MATERIAL E MÉTODOS
O presente estudo foi submetido à apreciação do Comitê de Ética no Uso de
Animais (CEUA) da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR) sob
registro nº 293, tendo sido aprovado, parecer nº 214/07.
Para a realização desta pesquisa foram utilizados 90 incisivos inferiores
permanentes bovinos com esmalte íntegro, ausência de descalcificação, trincas e
fraturas. Após serem extraídos, os dentes foram mantidos em solução de Cloramina
T 0,5% para desinfecção durante uma semana. Durante este período os tecidos
moles foram removidos, a raiz seccionada no terço médio e a polpa dentária
retirada. Em seguida os dentes foram armazenados em água destilada, trocada
periodicamente, conforme ISO-TR 11405.
21
De maneira a avaliar a diferença de rugosidade da superfície do esmalte,
cada dente foi numerado e neles realizados demarcações da área a ser avaliada,
objetivando a padronização dos testes. Foram utilizados brackets metálicos
(standard edgewise dyna-lock) para incisivos inferiores, com slot retangular
0,022”x0,025” (018-504, 3M Unitek
®
, Monrovia, CA). Considerando-se que a área da
base do bracket é de 9,35mm
2
, no terço incisal de cada dente foi demarcada esta
área utilizando uma caneta a prova d’água (figs 1A e 1B, página 20). Com o auxílio
de um rugosímetro (Taylor Hobson Ltd, Form Talysurf series 2, Leicester, England)
(Anexo 2, fig 1, página 53), foram realizadas as mensurações da rugosidade da
superfície delimitada da seguinte maneira: 5 linhas paralelas longitudinais ao longo
eixo e 5 linhas paralelas transversais ao longo eixo do dente, totalizando 10 linhas
(figs 1C, 1D, página 20). O parâmetro de rugosidade analisado foi a rugosidade
média (Ra), que é a média aritmética dos valores absolutos das ordenadas de
8
afastamento, dos pontos do perfil de rugosidade em relação à linha média, dentro do
percurso de medição.
Após este passo, a região da futura colagem foi submetida a profilaxia com
pasta de pedra pomes e água por 10 segundos utilizando-se taça de borracha
acionada por um micromotor em baixa rotação. Cada taça foi utilizada em 5 dentes
evitando seu desgaste excessivo. Na seqüência foi realizado enxágüe dos dentes
com jato de água destilada da seringa tríplice por 20 segundos e secos com ar
comprimido isento de umidade ou óleo por 20 segundos. Em seguida a superfície do
esmalte foi condicionada com ácido fosfórico 37% (Dentsply, Petrópolis, Brasil) por
30 segundos, enxágüe por 20 segundos com jatos de água e seca por 20 segundos
com ar comprimido isento de umidade ou óleo (Anexo 2, fig 2, página 53).
A colagem dos brackets foi realizada segundo as instruções do fabricante do
cimento resinoso Transbond XT (3M Unitek
®
, Monrovia, CA) (Anexo 2, fig 3, página
53). Os brackets foram posicionados na área previamente demarcada na superfície
do terço incisal da face vestibular do dente, com o slot paralelo ao longo eixo do
dente, para que, durante o teste de cisalhamento fosse minimizado o fator
“deformação das aletas”. Foi aplicada força correspondente a 400gf com
dinamômetro (ETM
®
, Monróvia, CA,) sobre o bracket, para padronizar a espessura
do material de colagem. O excesso de material escoado foi removido com sonda
exploradora. Ainda com o dinamômetro em posição, realizou-se a fotopolimerização
com o aparelho fotopolimerizador Optilux 500
®
(Demetron Kerr
®
, Danbury, CT) com
irradiância de 600 mW/cm
2
, durante 20 segundos, sendo 10 segundos na interface
mesial e 10 segundos na interface distal do bracket, a uma distância de 5mm entre o
feixe de luz e o bracket. A intensidade de luz foi aferida por meio de radiômetro do
próprio aparelho (Anexo 2, fig 2, página 53).
9
Para o preparo dos corpos de prova foi utilizado um dispositivo metálico de
aço inoxidável (Anexo 2, fig 4A e 4B, página 54) para garantir o paralelismo do slot
do bracket em relação ao plano vertical e também para que a superfície de colagem
ficasse perpendicular ao plano horizontal e paralela à direção da força a ser aplicada
no ensaio de cisalhamento após a inclusão do dente na resina acrílica. Este
dispositivo foi confeccionado com um fio de aço inoxidável retangular 0,021” x 0,025”
(3M Unitek
®
, Monróvia, CA) soldado em 90º em relação à sua base, e neste fio o
bracket foi fixado por uma ligadura elástica (3M Unitek
®
, Monróvia, CA). Em seguida
a raiz dentária foi incluída em resina acrílica autopolimerizável Ortoglass (Clássico
®
,
São Paulo, Brasil) no anel metálico de inclusão com 2,5 cm de diâmetro e 2,0 cm de
altura (figs 2A, 2B, 2C, 2D e 2E, página 20). Os corpos de prova ficaram
armazenados em água destilada à temperatura de 37ºC por 24 horas, quando se
realizou o teste de cisalhamento dos brackets.
Para avaliar a resistência adesiva os corpos de prova foram submetidos ao
teste de cisalhamento em uma máquina universal EMIC
®
DL 500 (Equipamento de
ensaio Ltda., São José dos Pinhais, Brasil) (Anexo 2, fig 4C, página 54), com célula
de carga de 50 kgf, velocidade de 0,5 mm/min no sentido ocluso-gengival, até a
ruptura do bracket (fig 2F, página 20). Um computador conectado à máquina
registrou o resultado da ruptura em MPa, de cada dente submetido ao teste em
relação a área de cada bracket. Uma vez que todos os dentes estavam numerados
foi possível avaliar, após o ensaio mecânico, a correlação da resistência adesiva dos
brackets ortodônticos com a rugosidade da superfície de esmalte.
Imagens representativas da área da colagem do bracket foram obtidas com
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) (SSX 550 Superscan, Shimadzu
®
, Kyoto,
Japan) (fig 3, página 21), após a metalização, e captadas com máquina fotográfica
10
(EOS Rebel XTi, Canon
®
, Tokyo Japan) adaptada com objetiva macro 50mm f/2.8
EX DG (Sigma
®
).
A análise estatística foi feita com o software Statistical Package for Social
Science 13.0 for windows (SPSS, Inc., Chicago, IL) e utilizou-se os seguintes testes
estatísticos: teste de Kolmogorov-Smirnov, teste de correlação de Pearson e teste “t”
de Student.
RESULTADOS
Foi encontrado o valor médio de 2,287 µm para rugosidade longitudinal, e
16,756 µm para rugosidade transversal, que resultaram numa rugosidade média
total (Ra longitudinal e Ra transversal) de 9,521 µm.
Após a colagem dos brackets e preparados os corpos de prova, foi avaliada a
resistência adesiva por meio do teste de cisalhamento e obtido o valor médio de
13,317 MPa. Os resultados da rugosidade e da resistência adesiva estão ilustrados
na tabela I (página 19).
Visando avaliar se existia correlação entre as medidas da rugosidade
longitudinal e transversal ao longo eixo do dente para uma amostra de n= 90,
inicialmente testou-se a normalidade dos dados para ambas as variáveis utilizando o
teste de normalidade de Kolmogorov-Smirnov a uma significância de 5%. O
resultado do teste indicou que ambas as variáveis apresentavam distribuição normal,
uma vez que p>0,05 (Anexo 3, tabela I, página 55).
O teste de correlação linear de Pearson mostrou correlação entre as medidas
da rugosidade média longitudinal e transversal de r= 0,632 (p<0,01), indicando que
existe correlação estatisticamente diferente de zero e que esta correlação é forte
(Anexo 3, fig 1, página 55). Para a correlação entre as medidas da rugosidade média
11
longitudinal e transversal com a resistência adesiva ao cisalhamento obteve-se r=
0,048 (p=0,656) e r= -0,064 (p=0,547) respectivamente, mostrando que a variável
resistência adesiva ao cisalhamento não apresenta correlação com a rugosidade
longitudinal e transversal (Anexo 3, figs 2 e 3, página 56). O mesmo resultado foi
observado para a correlação entre rugosidade média total (Ra longitudinal e Ra
transversal) e resistência adesiva, mostrando que não há correlação
estatisticamente significante, uma vez que p>0,05 (Anexo 3, fig 4, página 56). Os
resultados da correlação linear de Pearson estão ilustrados na tabela II (página 19).
Para avaliar as diferenças entre as rugosidades longitudinal e transversal,
utilizou o teste “t” de Student para amostra pareada, que demonstrou haver
diferença estatisticamente significante entre as variáveis (p<0,05), sendo a
rugosidade média transversal maior que a longitudinal.
DISCUSSÃO
Para a realização desta pesquisa foram utilizados incisivos inferiores
permanentes bovinos, pois o esmalte destes dentes é semelhante aos dos humanos
em sua composição e propriedades físicas, tornando-os uma alternativa válida nas
pesquisas como substituto dos dentes humanos.
22,23
Para avaliar a resistência adesiva foi utilizado o teste de cisalhamento pelo
fato deste ensaio mecânico proporcionar sobre os brackets forças mais próximas às
submetidas na boca, durante os movimentos ortodônticos.
24
O processo de adesão é responsável por várias situações na Odontologia,
principalmente nos procedimentos restauradores de resina composta e na colagem
de brackets ortodônticos. Um dos requisitos para se obter boa adesão é a formação
de microporosidades causada pelo condicionamento ácido. No entanto, pode-se
12
encontrar na literatura trabalhos que além de usarem o condicionamento ácido,
também utilizam, previamente à colagem, outras formas de preparo da superfície
aderente, com o propósito de aumentar a rugosidade superficial e avaliar a influência
desta na resistência adesiva.
19,25,26
Powers e Messersmith
11
afirmaram que a resistência adesiva entre o esmalte
e o bracket pode sofrer influência devido ao tipo de dente, alta concentração de
fluoretos (fluorose), concentração e tempo de ataque ácido, sistema adesivo e base
do bracket, porém não consideraram a rugosidade da superfície do esmalte como
um fator que também poderia interferir nesta união.
Eick et al
27
presumiram que as superfícies mais rugosas e irregulares
poderiam promover maior adesividade pelo fato de apresentarem maior área de
superfície, e consequentemente, a resistência adesiva entre a superfície aderente e
o adesivo seria maior. Porém, a excessiva rugosidade poderia impedir o total
molhamento do adesivo e provocar a formação de bolhas de ar na interface adesivo
esmalte. Portanto, a topografia do dente poderia ter um papel importante na adesão,
uma vez que, a presença de bolhas entre o adesivo e a superfície dental poderia
enfraquecer a adesão. Essa hipótese deveria ser testada, pois nesta pesquisa, foi
encontrada uma diferença significante entre rugosidades no sentido longitudinal e
transversal e o valor médio de resistência foi de 13,3 MPa, valor este bem maior que
o recomendado por Reynolds
28
de 5,9 a 7,8 MPa para as necessidades clínicas de
resistência adesiva.
Jung et al
19
avaliaram a influência da rugosidade do esmalte após a utilização
de diferentes instrumentos rotatórios na resistência adesiva ao cisalhamento de um
compósito. Os resultados mostraram que a superfície que apresentou maior
rugosidade não resultou em maior resistência adesiva, observando não haver
13
correlação entre rugosidade causada por instrumentos rotatórios e resistência
adesiva ao cisalhamento. Resultado semelhante foi encontrado por Ariyaratnam et
al
25
que estudaram a correlação da morfologia do esmalte com resistência adesiva
de um compósito, utilizarando o laser de Nd:YAG em diferentes parâmetros e o
ácido fosfórico 37% para preparo da superfície do esmalte, e concluíram que não há
correlação entre rugosidade e resistência adesiva.
Os resultados do presente estudo, não foram diferentes, mostrando que não
existiu correlação entre rugosidade da superfície do esmalte e resistência adesiva,
ou seja, as superfícies mais ou menos rugosas não interferiram na resistência
adesiva. Portanto, este resultado está de acordo com os trabalhos de Jung et al
19
e
Ariyaratnam et al
25
que variaram a rugosidade do esmalte previamente a colagem,
por meio de diferentes instrumentos rotatórios, laser e condicionamento ácido.
Desta forma, todos estes trabalhos não confirmaram a hipótese levantada por
Eick et al
27
de que a topografia da superfície aderente poderia afetar a adesão do
sistema adesivo.
Como neste trabalho, o teste de correlação linear de Pearson mostrou não
haver correlação entre rugosidade e resistência adesiva, não existe justificativa para
a comparação entre superfície de esmalte mais ou menos rugosa com a resistência
adesiva.
Poderia se comentar que o alto desvio padrão é um indicativo de que não é
estatisticamente confirmatório que as diferentes variações de mineralização e
estrutura do esmalte poderiam influenciar nos valores da resistência adesiva.
19
Embora, esta pesquisa também tenha apresentado um elevado desvio padrão, a
diferença da rugosidade não pode ser utilizada como argumento, uma vez que os
14
resultados mostraram não existir correlação estatisticamente significante entre
rugosidade e resistência adesiva.
CONCLUSÃO
Considerando a rugosidade média da superfície do esmalte de dentes
bovinos e a influência desta na resistência adesiva de brackets metálicos pode-se
concluir que:
1- A quantidade de rugosidade transversal é maior que a longitudinal.
2- Existe forte correlação entre rugosidade longitudinal e transversal.
3- Não há correlação entre rugosidade do esmalte e resistência adesiva.
15
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roughness and composite/enamel bond strength of human enamel following the
application of the Nd:YAG laser and etching with phosphoric acid. Dent Mater 1997;
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15-19.
18
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28. Reynolds RA. Review of direct orthodontic bonding. Br J Orthod 1975; 2: 171-78.
19
TABELAS
TABELA I- Estatísticas descritivas da rugosidade e da resistência adesiva
Grupos n Média Mediana Mínimo Máximo DP
Rugosidade longitudinal 90
2,287
2,295
0,702
4,372
0,831
Rugosidade transversal 90
16,756
16,020
8,372
28,526
4,640
Rugosidade total 90
9,521
9,157
4,855
20,364
2,902
Resistência adesiva 90
13,317
11,997
3,401
25,706
5,415
DP- Desvio padrão
Resultados da rugosidade em µm e da resistência adesiva em MPa
A rugosidade total foi obtida a partir da média entre os valores longitudinais e
transversais.
TABELA II- Correlação de pearson para as variáveis resistência adesiva e rugosidades
longitudinais e transversais
Variáveis Correlação P
Rugosidade longitudinal X Rugosidade transversal 0,632
0,000
Rugosidade longitudinal X Resistência adesiva 0,047
0,656
Rugosidade transversal X Resistência adesiva -0,064
0,547
Rugosidade total X Resistência adesiva -0,045
0,669
Valor p<
0,05 indica que existe correlação estatisticamente diferente de zero entre as
variáveis.
A rugosidade total foi obtida a partir da média entre os valores longitudinais e
transversais.
20
FIGURAS
Fig 1.
Seqüência da mensuração da
rugosidade. A, Demarcação da área a ser
mensurada; B, Área demarcada; C e D,
Mensuração da rugosidade longitudinal e
transversal no longo eixo do dente.
B
A
C
D
Fig
2
.
Seqüência do preparo dos corpos de prova.
A
e B, Dente preso no fio ,021”x,025”com ligadura
elástica, mantendo o slot do bracket paralelo a força
de cisalhamento e perpendicular ao plano horizontal;
C, Dispositivo com o anel de inclusão posicionado; D,
Preenchimento com acrílico autopolimerizável; E,
Corpo de prova com o bracket perpendicular à base
e paralelo à direção da força de cisalhamento; F,
Ensaio da Resistência Adesiva ao cisalhamento.
A
B
C
D
E
F
21
FIGURAS
Fig
3
.
Imagens obtidas com
máquina fotográfica e MEV (500X).
A e B, Superfície mais rugosa; C e
D, Superfície menos rugosa.
A
B
C
D
22
2. ARTIGO EM INGLÊS
23
TITLE PAGE
NATURAL ENAMEL ROUGHNESS AND ITS INFLUENCE ON BOND STRENGTH
MARCOS ADRIANO SABATOSKI, DDS
Postgraduate Dentistry Program, Orthodontics
Master of Science Student
Pontifical Catholic University of Paraná, Curitiba, Brazil
H
IROSHI
M
ARUO
,
DDS,
MSD,
P
H
D
Senior Professor, Postgraduate Dentistry Program, Orthodontics
Pontifical Catholic University of Paraná, Curitiba, Brazil
Corresponding author
Hiroshi Maruo
P
ONTIFICAL
C
ATHOLIC
U
NIVERSITY OF
P
ARANÁ
Orthodontic Graduate Program
Rua Imaculada Conceição, 1155
80215-901 – Curitiba-Paraná-Brazil
Phone: 55 41 3271-1637 / Fax: 55 41 3271-1405
e-mail: [email protected]
24
ABSTRACT
Introduction: The aim of this study was to determine and compare the longitudinal
and transversal roughness parameters of the enamel surface of bovine teeth and
evaluate the influence of these parameters on bond strength (BS). Methods: Ninety
bovine incisors were used. The surface roughness of enamel was measured with a
profilometer.
For each tooth, five readings were taken in the longitudinal plane and
five in the transversal plane of the long axis of the tooth in an area equal to the size
of the bracket base. The metal brackets were bonded with Transbond XT and the BS
was evaluated in a universal test machine. Results: There was a statistical
correlation (P<0.01) between the longitudinal and transversal roughness
measurements. There was no correlation between roughness measurements
(longitudinal and transversal) and BS (P>0.05). The same result was observed for
the correlation between total roughness (longitudinal Ra and transversal Ra) and BS.
The Student’s-t test showed that there was a statistical difference (P<0.05) between
longitudinal and transversal roughness. Conclusions: The transversal roughness is
greater than the longitudinal roughness, there is a strong correlation between
longitudinal and transversal roughness, and there is no correlation between enamel
roughness and BS.
25
INTRODUCTION
Direct bonding of orthodontic brackets to the labial face of teeth, as presented
by Newman
1
in 1965 with the purpose of eliminating the metal bands, only became
possible due to the concept of enamel etching, introduced by Buonocore
2
in 1955.
Enamel etching enabled orthodontic accessories to be bonded by means of an
adhesive system with high bond strength, in order to resist the forces exerted during
mastication and those generated by orthodontic treatment.
Since these findings, research has been conducted with the aim of analyzing
the bond strength of direct bonding techniques in Orthodontics by varying the
adhesive system,
3-7
type and time of enamel etching
6,8
and types of orthodontic
brackets.
9,10
The study of Powers and Messersmith
11
showed that there are various factors
that can interfere in the bond strength between the enamel and bracket, including the
type of tooth, high fluoride concentration (fluorosis), concentration and time of enamel
etching, adhesive system, and bracket base. Thus, in bond strength tests, great
emphasis is placed upon the concentration and type of acid, etching time, adhesive
system, and types of brackets, while little or no attention is paid to the characteristics
of the enamel surface. Segura et al.
12
referred to roughness as a characteristic of
enamel that is closely connected with shininess, light reflection, and the accumulation
and retention of bacterial plaque. Studies in the literature have evaluated the
roughness of human primary and permanent teeth
13
, the effect of microabrasion on
the surface roughness of restorative materials, dentin and enamel,
14,15
the correlation
between enamel roughness and wettability,
16
as well as the influence of various
methods of ceramic surface etching on roughness and the bond strength of metal
brackets.
17,18
26
Roughness is defined as the set of irregularities - that is, small saliencies and
re-entries that characterize the surface and that can be evaluated by means of
electronic appliances, such as the roughness meter. Jung et al.
19
raised the
hypothesis of roughness resulting in a larger bonding area, facilitating the flow of the
adhesive, but noted that deep and narrow irregularities could lead to bubbles
between the enamel and the composite, weakening the bond strength. Thus, when
considering that etching transforms the smooth and even surface of the enamel into
an irregular surface that allows for penetration of the resinous monomers of the
restorative materials into the irregularities by attraction and their co-polymerization,
thus promoting bonding
20
, one must consider the hypothesis that enamel surface
roughness interferes in the bond strength of brackets.
Considering that orthodontic bracket bonding is widely used in the orthodontic
practice, it is relevant to test this hypothesis, which could have a direct influence on
bonding efficiency. Furthermore, as current experiments regarding the bond strength
of brackets bonded to the enamel surface have not considered the natural roughness
of enamel, depending on the results of this study, the results attributed to the types of
brackets, adhesive systems, concentration, and time of acid etching could be
compromised.
For these reasons, the aim of this study was to determine and compare the
longitudinal and transversal roughness parameters of the enamel surface of bovine
teeth and to evaluate the influence of these parameters on bond strength.
MATERIAL AND METHODS
The present study was submitted to the Ethics Committee on the Use of
Animals (CEUA) of the Catholic Pontifical University of Paraná (PUCPR), registration
N. 293 for appreciation, and was approved, Report N.214/07.
27
To conduct this research, 90 bovine mandibular permanent incisors with whole
enamel and no decalcification, cracks, or fractures were used. After being extracted,
the teeth were kept in a 0.5% Chloramine T solution for disinfection for one week.
During this period, the soft tissues, the root section at the middle third and the dental
pulp were removed. After this, the teeth were stored in distilled water, which was
periodically changed in accordance with ISO-TR 11405.
21
In order to evaluate the difference in enamel surface roughness, each tooth
was numbered and the area to be evaluated on the tooth was delimited for the
purpose of standardizing the tests. Metal brackets (standard edgewise dyna-lock
™
)
for mandibular incisors with a 0.022’’ x .025’’ rectangular slot were used (018-504,
3M Unitek
™
, Monrovia, CA). Considering that the area at the base of the bracket is
9.35 mm
2
, this area was demarcated with a water-proof pen in the incisal third of
each tooth (Figs. 1A and 1B). Using a profilometer (Taylor Hobson Ltd, Form Talysurf
series 2
™
, Leicester, England), the roughness measurements of the delimited surface
were made in the following manner: 5 longitudinal lines parallel to the long axis and 5
transversal lines parallel to the long axis of the tooth, totaling 10 lines (Figs. 1C and
1D). The roughness parameter analyzed was the average roughness (Ra), which is
the arithmetical mean of the absolute values of the ordinates of distance from the
points of the roughness profile in relation to the midline, within the measurement run.
Afterwards, in accordance with all the procedures adopted for bracket bonding
in the clinic, the future bonding region was submitted to prophylaxis with pumice
stone paste and water for 10 seconds using a rubber cup driven by a low speed hand
piece. Each cup was used on five teeth, preventing its excessive wear. After this, the
teeth were rinsed with jets of distilled water with a triple syringe for 20 seconds and
then dried with compressed air, free of humidity or oil, for 20 seconds. Next, the
28
enamel surface was etched with 37% phosphoric acid (Dentsply
™
, Petrópolis, Brazil)
for 30 seconds, rinsed for 20 seconds with jets of water and dried for 20 seconds with
compressed air free of humidity or oil.
The brackets were bonded in accordance with the Transbond XT resinous
cement manufacturer’s instructions (3M Unitek
™
, Monrovia, CA). The brackets were
placed in the area previously demarcated on the surface of the incisal third of the
labial face of the tooth, with the slot parallel to the long axis of the tooth, so that the
factor of “wing deformity” would be minimized during the shear test. Force
corresponding to 400 gf was applied on the bracket with a dynamometer (ETM
™
,
Monróvia, CA), to standardize the bonding material thickness. The excess run-off
material was removed with an exploratory probe. With the dynamometer still in place,
light polymerization was performed with the Optilux 500
™
light polymerization device
(Demetron Kerr
™
, Danbury, CT) with an irradiance of 600 mW/cm
2
for 20 seconds,
10 seconds of which were at the mesial and 10 seconds at distal interface of the
bracket, at a distance of 5 mm between the light beam and bracket. The light
intensity was checked with the radiometer of the device.
To prepare the test specimens, a stainless steel metal device was used to
guarantee the parallelism of the bracket slot in relation to the vertical plane and also
for the bonding surface to remain perpendicular to the horizontal plane and parallel to
the direction of the force to be applied in the shear test, after the tooth was
embedded in acrylic resin. This device was made with a rectangular stainless steel
wire measuring 0.021” x 0.025” (3M Unitek
™
, Monróvia, CA) welded at an angle of
90º to its base and the bracket was fixed to this wire with an elastic ligature (3M
Unitek
™
, Monróvia, CA). After this, the tooth root was embedded in Ortoglass self-
polymerizing acrylic resin (Clássico
™
, São Paulo, Brazil) in a metal ring 2.5 cm in
29
diameter and 2.0 cm high (Figs. 2A-E). The test specimens were stored in distilled
water at a temperature of 37ºC for 24 hours. The brackets were then debonded.
To evaluate the bond strength, the test specimens were submitted to a shear
test in an EMIC
™
DL 500 universal test machine (Equipamento de ensaio Ltda., São
José dos Pinhais, Brazil), with a 50 kgf load cell, at a speed of 0.5 mm/min in the
occlusal-gingival direction, until the bracket ruptured (Fig. 2F). A computer connected
to the machine recorded the rupture results, in MPa, of each tooth submitted to the
test in relation to the area of each bracket. Since all the teeth were numbered, it was
possible to correlate the bond strength of the orthodontic brackets with the surface
roughness of the enamel after the mechanical test.
Representative images of the bracket bonding area were obtained by
Scanning Electronic Microscopy (MEV) (SSX 550 Superscan, Shimadzu
™
, Kyoto,
Japan) after the teeth were gold coated, and images were captured with a
photographic camera (EOS Rebel XTi, Canon
™
, Tokyo Japan) fitted with a 50 mm
f/2.8 EX DG macro objective (Fig. 3).
Statistical analysis was performed with the Statistical Package for Social
Science 13.0 for Windows software using the following statistical tests: the
Kolmogorov-Smirnov, Pearson’s correlation, and Student’s-t tests.
RESULTS
Mean values of 2.287 µm for longitudinal roughness and 16.756 µm for
transversal roughness were found, resulting in a total mean roughness (longitudinal
Ra and transversal Ra) of 9.521 µm.
30
After the brackets were bonded and the test specimens prepared, the bond
strength was evaluated by means of the shear test and a mean value of 13.317 MPa
was obtained. The roughness and bond strength results are shown in Table I.
In order to evaluate whether there was a correlation between the longitudinal
and transversal roughness measurements along the long axis of the tooth for a
sample size of n=90, the normality of the data for both variables was tested using the
Kolmogorov-Smirnov test at a significance of 5%. The result of the test indicated that
both variables presented a normal distribution, since P > 0.05.
Pearson’s linear correlation test showed a correlation between the mean
longitudinal and transversal roughness measurements of r = 0.632 (P < 0.01),
indicating that there the correlation was strong and statistically different. For the
correlation between the mean longitudinal and transversal roughness measurements
and shear bond strength, values of r = 0.048 (P = 0.656) and r = -0.064 (P = 0.547),
respectively, were obtained, indicating that the variable shear bond strength was not
correlated with the longitudinal and transversal roughness. The same result was
observed for the correlation between total mean roughness (longitudinal Ra and
transversal Ra) and bond strength, showing that there was no statistically significant
correlation (P > 0.05). The results of Pearson’s linear correlation are shown in Table
II.
To evaluate the mean differences between the variables longitudinal and
transversal roughness, Student’s-t test was used for paired samples and showed that
there was a statistically significant difference between the variables (P < 0.05), with
the mean transversal roughness being greater than the longitudinal roughness.
31
DISCUSSION
To conduct this research, bovine mandibular permanent incisors were used,
as the enamel of these teeth is similar in composition and physical properties to that
of human teeth, making them a valid substitute for research on human teeth.
22,23
To evaluate the bond strength, the shear test was used because this
mechanical test exerts forces on the brackets similar to the ones that are
experienced during orthodontic movements.
24
The bonding process is used in various dental procedures, particularly in
composite resin restorative procedures and orthodontic bracket bonding. One of the
requisites for obtaining good bonding is the formation of microporosities caused by
etching. Nevertheless, studies can be found in the literature that, in addition to using
etching, also used other forms of adherent surface preparation before bonding with
the purpose of increasing surface roughness and evaluating its influence on bond
strength.
19,25,26
Powers and Messersmith
11
affirmed that the bond strength between the
enamel and bracket could be influenced by the type of tooth, high concentration of
fluorides (fluorosis), concentration and time of etching, adhesive system, and bracket
base, but that they did not consider enamel surface roughness as a factor that could
also interfere in this bond.
Eick et al.
27
presumed that rougher and more irregular surfaces could promote
greater adhesiveness because they presented a larger surface area and,
consequently, that the bond strength between the adherent surface and the adhesive
would be greater. Nevertheless, excessive roughness could impede total wetting of
the adhesive and cause the formation of air bubbles at the adhesive/enamel
32
interface. Therefore, the topography of the tooth could have an important role in
bonding since the presence of bubbles between the adhesive and the tooth surface
could weaken the bond. This hypothesis should be tested, because this current study
found a significant difference between the roughness characteristics in the
longitudinal and transversal directions, and the mean bond strength was 13.3 MPa, a
value that is much higher than the one recommended by Reynolds
28
(5.9 to 7.8 MPa)
for clinical bond strength requirements.
Jung et al.
19
evaluated the influence of enamel roughness on the shear bond
strength of a composite using different rotary instruments. The results showed that
the surface that had the highest roughness values did not result in higher bond
strength and that there was no correlation between the roughness cause by rotary
instruments and shear bond strength. A similar result was found by Ariyaratnam et
al.
25
, who studied the correlation of enamel morphology with the bond strength of a
composite, using Nd:YAG laser at different parameters and 37% phosphoric acid to
prepare the enamel surface and concluded that there was no correlation between
roughness and bond strength.
The results of the present study were no different, showing that there was no
correlation between the roughness of the enamel surface and bond strength, or that
rougher or less rough surfaces did not interfere in bond strength. Therefore, this
result is in agreement with the studies of Jung et al.
19
and Ariyaratnam et al.
25
, who
varied the roughness of enamel before bonding by means of different rotary
instruments, lasers, and etching.
Therefore, all these studies contradicted the hypothesis raised by Eick et al.
27
that the topography of the adherent surface could affect the adhesion of the adhesive
system.
33
As in this study, Pearson’s linear correlation test showed that there was no
correlation between roughness and bond strength, thus there is no justification for the
comparison of rougher or less rough enamel surface with bond strength.
One could mention that the high standard deviation is an indication that it is
not statistically confirmative that the different variations in enamel mineralization and
structure could influence the bond strength values.
19
However, this research also had
a high standard deviation. Thus, the difference in roughness cannot be used as an
argument since the results showed that there was no statistically significant
correlation between roughness and bond strength.
CONCLUSION
Considering the mean surface roughness of bovine tooth enamel and its
influence on the bond strength of metal brackets, it can be concluded that:
1-The amount of transversal roughness is greater than the longitudinal
roughness.
2- There is a strong correlation between longitudinal and transversal
roughness.
3- There is no correlation between enamel roughness and bond strength.
34
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38
TABLES
Table I- Descriptive statistics for the roughness (µm) and bond strength (MPa)
Groups n Mean Median Minimum Maximun
Standard
Desviation
Longitudinal roughness 90
2.287
2.295
0.702
4.372
0.831
Transversal roughness 90
16.756
16.020
8.372
28.526
4.640
Total roughness 90
9.521
9.157
4.855
20.364
2.902
Bond strength 90
13.317
11.997
3.401
25.706
5.415
Total roughness was obtained by the mean between the longitudinal and transverse values.
Table II- Pearson correlation for the longitudinal and transversal roughness and bond
strength variables
Variables Correlation P
Longitudinal roughness X Transversal roughness 0.632
0.000
Longitudinal roughness X Bond strength 0.047
0.656
Transversal roughness X Bond strength -0.064
0.547
Total roughness X Bond strength -0.045
0.669
P<0,05 indicates statistically significant correlation between the variables
Total roughness was obtained by the mean between the longitudinal and transversal
values.
39
FIGURES
Fig 1.
Sequence of the roughness
measurement. A, Delimitation of the area to be
measured; B, Delimited area; C and D,
Measurements of the longitudinal and
transversal roughnesses in the long axis of the
tooth.
B
A
C
D
Fig 2.
Sequence of mounting test specimens.
A
and
B, The tooth is fixed to 0.021”x 0.025” wire with
elastic ligature; C, Device with inclusion ring; D, The
root embedded in chemically cure acrylic resin; E,
Test specimen with bracket perpendicular to base
and parallel to shear force direction; F, Shear bond
strength test.
A
B
C
D
E
F
40
FIGURES
Fig 3.
Images obtained with
camera and SEM (500X). A and B,
Higher surface roughness; C and
D, Lower surface roughness.
A
B
C
D
41
3. ANEXOS
42
ANEXO 1- Revisão de Literatura
Buonocore, em 1955, apresentou um método para aumentar a adesão da
resina acrílica à superfície de esmalte. Dois métodos foram usados para
condicionamento de 15 superfícies do esmalte dentário: condicionamento com ácido
fosfórico 85%, por 60 segundos e condicionamento com ácido oxálico, por 60
segundos. Posteriormente, foram fixados discos de resina acrílica com 5 mm de
diâmetro por 2 mm de espessura. Constatou que a adesão de discos de resina
acrílica, sobre à superfície do esmalte era maior quando este era condicionado com
ácido fosfórico a 85% por 60 segundos, do que quando condicionado com ácido
oxálico, antes da colocação da resina acrílica. Sugeriu algumas explicações para tal
fenômeno como grande aumento da área de superfície devido à ação do
condicionamento com ácido fosfórico e aumento da capacidade de umedecimento
da superfície, permitindo assim, contato íntimo da resina acrílica com o esmalte.
Newman, em 1965, estudou a fixação de brackets de policarbonato sobre a
superfície dentária com resina epóxica. Cocluiu que: quanto maior a área da base do
bracket, maior a força necessária para romper a união; o pré-tratamento da
superfície com pedra pomes seguido de aplicação de ácido fosfórico a 40% aumenta
a força de união; combinando resina epóxica de alto peso molecular com uma de
baixo peso molecular, poderia acelerar a polimerização e reduzir o potencial de
irritação; a reação dos dentes ao ácido fosfórico a 40% e a resultante das forças de
união variadas, dependiam do tipo de superfície dental; teste biológicos em ratos
indicaram que a composição dos adesivos usados não parecia causar sensibilidade
à pele ou irritação à mucosa e eram seguros para o uso em humanos. O autor
também testou a resistência adesiva sob ação de forças de cisalhamento, obtendo
valores de 0,435 kgf/mm
2
e 0,576 kgf/mm
2
para dispositivos testados. Valores estes
43
que comprovam serem suficientemente fortes para suportar as forças exercidas pelo
arco sobre os dentes durante o tratamento ortodôntico.
Reynolds, em 1975, através de uma revisão bibliográfica relatou as vantagens
e desvantagens da colagem direta, sobre os procedimentos de colagem, adesivos,
resinas acrílicas, selantes e tipos de brackets. Segundo o autor, o material adesivo
deve apresentar resistência adesiva entre 5,9 MPa a 7,8 MP para atender as
necessidades clínicas, enquanto que, para estudos laboratoriais um valor
aproximado de 4,9 MPa seria indicado.
Nakamichi, Iwaku e Fusayama, em 1983, compararam a resistência adesiva
entre o esmalte humano e o bovino. A colagem foi realizada com: três tipos de
cimentos de policarboxilato (Carlon, Unident, HY-bond), um cimento de ionômero de
vidro (Fuji ionomer Tipo II-F), um cimento de fosfato de zinco (Crown Bridge & Inlay
Ceram) e dois compósitos (Adaptic e Clearfil Bond System-F). Foram utilizados
incisivos centrais e primeiro molares superiores humanos e incisivos inferiores
bovinos. As superfícies vestibulares dos dentes foram lixadas com lixas de carbeto
de silício. Os corpos de prova foram armazenados em água a 37ºC durante uma
semana, seguido do ensaio de resistência à tração numa velocidade de 0,8
mm/minuto. Não foi encontrada diferença estatística entre dentes humanos e
bovinos. Concluíram que dentes recém extraídos apresentam menores valores de
resistência adesiva do que dentes armazenados durante longos períodos. Dentes
bovinos podem ser utilizados em substituição aos dentes humanos.
Chan, Lemke, Howell e Barghi, em 1996, fizeram um estudo com objetivo de
avaliar a rugosidade do esmalte, da dentina e de materiais restauradores
(amálgama, resina, ionômero e porcelana) após a microabrasão. A amostra foi
constituída de três incisivos centrais e de três molares. A rugosidade foi avaliada
44
antes e após a aplicação do sistema de microabrasão (PREMA). De acordo com os
resultados concluíram que: a rugosidade da superfície de esmalte não aumentou
com o uso do PREMA como haviam concluído em outros trabalhos; a dentina e o
ionômero de vidro tiveram aumento na rugosidade, o que contra-indica o uso dessa
técnica; o amálgama ficou essencialmente polido; a porcelana foi a que mais resistiu
aos efeitos da microabrasão.
Ariyaratnam, Wilson, Mackie e Blinkhorn, em 1997, realizaram um trabalho
com objetivo de avaliar a morfologia do esmalte após aplicação do laser de Nd:YAG
e do ácido fosfórico 37% e determinar a influência destes na resistência adesiva de
um compósito. A amostra foi composta por 80 molares permanentes. Os dentes
foram divididos em 8 grupos (n= 10): Grupo 1-controle; Grupos 2-7- laser com
diferentes parâmetros (repetições e potência); Grupo 8- ácido fosfórico 37%. A
rugosidade causada pelo laser e pelo ácido não foram estatisticamente significante,
porém a resistência adesiva do compósito com aplicação do laser foi
estatisticamente menor que a do esmalte tratado com ácido. Então, concluíram que
o laser de Nd:YAD não pode ser recomendado como uma alternativa viável para o
condicionamento do esmalte.
Bishara, Olsen e Von Wald,em 1997, avaliaram se as mudanças na
composição do adesivo incorporado à base dos brackets pré-adesivados metálicos e
cerâmicos afetam a força de adesão e os locais de falhas de colagem. Oitenta e
quatro molares humanos foram extraídos e armazenados em solução de Timol a
0,1%. Os brackets foram divididos em 4 grupos, sendo 21 dentes colados com
brackets cerâmicos Transcend convencionais, 21 com brackets cerâmicos
Transcend pré-adesivados, 21 com brackets metálicos Victory Series convencionais
e 21 com brackets metálicos Victory Series pré-adesivados. Após a realização do
45
teste de cisalhamento foram avaliados as forças médias dos grupos e o IAR.
Comparando os brackets cerâmicos pré-adesivados e convencionais não houve
diferença estatisticamente significante na força de adesão, assim como no IAR. Já
entre os brackets metálicos, os pré-adesivados apresentaram menor força de
adesão em relação aos convencionais, e nenhuma diferença no IAR. Utilizando um
microscópio eletrônico de varredura, foram avaliadas as bases dos brackets. A base
do bracket cerâmico mostrou-se mais rugosa e com uma maior área retentiva.
Concluíram que as diferenças na força de adesão nos brackets cerâmicos e
metálicos foram devido às mudanças na composição do adesivo utilizado e nos
mecanismos de retenção incorporados às bases dos brackets.
Reisner, Levitt e Mante, em 1997, estudaram a rugosidade da superfície do
esmalte após o seu preparo com diferentes métodos e a influência na resistência
adesiva ao cisalhamento. Inicialmente foi avaliada a rugosidade de 20 pré-molares
divididos em 4 grupos (n=5): A- jateamento com óxido de alumínio; B- jateamento
com óxido de alumínio e ataque ácido; C- broca de baixa rotação (1172) e ataque
ácido; D- polimento com pedra pomes, taça de borracha e ataque ácido. Em
seguida, os brackets foram colados na superfície do esmalte previamente
preparadas de 67 pré-molares. Concluíram que o jateamento não danifica a
superfície do esmalte e, portanto pode ser usada em substituição ao polimento com
pedra pomes; O condicionamento ácido deve ser realizado para que a resistência
adesiva seja efetiva.
Segura, Donly, Wefel e Drake, em 1997, avaliaram a capacidade de o
streptococcus mutans colonizar na superfície dentária que sofreram microabrasão. A
amostra foi composta de 20 molares seccionados no sentido buco-lingual. O lado
mesial foi abrasionada 5 vezes por 20 segundo (Prema Compound) e a superfície
46
distal foi designada com grupo controle. Concluíram que as superfícies que foram
submetidas a microabrasão tiveram menor presença de stretococcus mutans que as
superfícies que não sofreram microabrasão e a microabrasão promoveu superfícies
mais lisas.
Oesterle, Shellhart e Belanger, em 1998, compararam a resistência da
colagem em esmalte humano (controle), esmalte bovino permanente e bovino
decíduo. Detectaram que a resistência da colagem ao esmalte bovino decíduo foi
significantemente maior que ao esmalte bovino permanente. A recolagem no
esmalte bovino foi realizada cinco vezes, sem afetar significantemente os valores de
resistência. Concluíram que o esmalte bovino pode ser utilizado e reutilizado em
estudos laboratoriais sem afetar de forma significativa os resultados, embora a
resistência da colagem quando se utilizou este tipo de dente, foi 21% a 44% inferior,
quando comparado ao humano.
Jung, Wehlen e Klimek, em 1999, tiveram como objetivo avaliar a rugosidade
do esmalte provocada por diferentes instrumentos rotatórios e a influência desta na
resistência adesiva. A amostra foi formada por 90 terceiros molares que foram
seccionados mésio-distalmente. As superfícies vestibular e a seccionada foram
aplainadas com disco de papel abrasivo. Isto resultou em duas espécimes de cada
dente: superfície vestibular com a maior parte dos prismas de esmalte no sentido
transversal e superfície seccionada com a maioria dos prismas de esmalte no
sentido longitudinal. A metade do esmalte de cada dente foi preparada com
diferentes instrumentos rotatórios: broca diamantada de 120 µm, 3 tipos de discos
de polimento (30, 15 e 8 µm), 2 tipos de brocas de carbide tungstênio (8 e 30
lâminas) e 2 tipos de pedras de polimento (verde e branca). Cada superfície foi
preparada por 20 segundos. A outra metade foi o grupo controle. A rugosidade foi
47
determinada por um perfilômetro. Somente duas amostras de cada grupo foram
analisadas. Para realizar o teste de cisalhamento, dois cilindros de plástico foram
colados em cada superfície do esmalte. Os valores da rugosidade variaram de 4,14
a 17,75 µm e o resultado do teste de cisalhamento variou entre 16,8 e 29,4 MPa
Concluíram que a variação da rugosidade do esmalte causada por diferentes
instrumentos rotatórios não influenciou no teste de resistência ao cisalhamento.
Canay, Kocadereli e Akça, em 2000, compararam o condicionamento da
superfície do esmalte com ácido fosfórico 37% e jateamento com óxido de alumínio
na retenção de brackets metálicos. A amostra foi constituída de 80 pré-molares,
divididos em 4 grupos (n=20): Grupo 1- ácido fosfórico; Grupo 2- jateamento; Grupo
3- pedra pomes e ácido fosfórico; Grupo 4- jateamento e ácido fosfórico. Concluíram
que o grupo 2 apresentou resultado estatisticamente menor para a resistência
adesiva que os grupos 1, 3 e 4; o grupo 4 apresentou maior resistência adesiva.
Al-Omari, Mitchell e Cunningham, em 2001, realizaram um estudo com
objetivo de mensurar a rugosidade da superfície do esmalte e da dentina após o uso
de diferentes instrumentos rotatórios. A amostra foi composta por 15 pré-molares
superiores, divididos em 3 grupos: grupo 1- broca diamantada; grupo 2- broca
carboneto de tungstênio; grupo 3- broca carboneto de tungstênio para acabamento.
A superfície mesial e distal de cada dente foi desgastada com as respectivas brocas,
a uma profundidade de 0,5mm no esmalte e 2mm na dentina. Após os resultados,
concluíram que as diferenças de rugosidade causada pelos instrumentos rotatórios
não tiveveram influência significante no molhamento das superfícies de esmalte e
dentina.
Schmage, Nergiz, Herrmann e Özcan, em 2003, tiveram propósito de
determinar a rugosidade da superfície cerâmica após vários métodos de
48
condicionamento e avaliar a resistência adesiva de brackets metálicos colados nesta
cerâmica com ou sem aplicação de silano. As amostras foram divididas de acordo
com o método de condicionamento: 1- broca diamantada de 30 µm; 2- jateamento
com óxido de alumínio; 3- ácido fluorídrico 5%; 4- jateamento com Cojete-Sand
(camada de sílica). Concluíram que: as superfícies cerâmicas preparadas com broca
diamantada e jateamento de óxido de alumínio apresentaram maior rugosidade que
com ácido fluorídrico e jateamento com Cojete-Sand; o uso do silano com ácido
fluorídrico não aumentou a resistência adesiva significantemente, mas aumentou os
resultados dos dois tipos de jateamento; a aplicação da camada se sílica resultou
em uma resistência adesiva mais favorável entre todos os métodos testados.
Al Shamsi, Cunningham, Lamey e Lynch, em 2006, realizaram um trabalho
em que um dos objetivos foi o de comparar a força de cisalhamento entre dois tipos
de sistema adesivo. A amostra foi constituída de 60 pré-molares superiores, os quais
foram divididos em dois grupos de 30 dentes cada: Grupo I- Fuji Ortho LC aplicado
em meio úmido e Grupo II- sistema adesivo fornecido com os brackets pré-
revestidos (APC brackets, 3M Unitek) aplicado em meio seco. Cada sistema adesivo
foi usado de acordo com as recomendações do fabricante. Concluíram que a força
de cisalhamento do grupo I é estatisticamente menor que a do grupo II, porém os
valores obtidos no grupo I estão acima do valor sugerido na literatura para se
conseguir uma adesão efetiva. Durante a análise estatística dos resultados
observou-se uma grande variabilidade dos valores de resistência ao cisalhamento
dentro de cada grupo.
Arhun, Arman, Sesen, Karabulut, Korkmaz e Gokalp, em 2006, realizaram um
estudo em que um dos propósitos foi determinar e comparar a resistência ao
cisalhamento entre três sistemas adesivos (Adper Prompt L-POP, Clearfil Protect
49
Bond e Transbond Plus). A amostra foi constituída de 36 pré-molares humanos,
divididos em 3 grupos (n= 12). Concluíram que o sistema adesivo Clearfil Protect
Bond apresentou um maior resistência ao cisalhamento quando comparado com os
outros dois materiais testados.
Arman, Cehreli, Ozel, Arhun, Çetinsahin e Soyman, em 2006, avaliaram a
morfologia e a rugosidade da superfície do esmalte de dentes decíduos e
permanentes após vários métodos de stripping. A amostra foi constituída de 60
dentes decíduos e 60 dentes permanentes. Para a avaliação qualitativa (microscopia
eletrônica de varredura) foram utilizados 30 dentes decíduos e 30 permanentes, e os
demais dentes foram usados para a avaliação quantitativa (mensuração da
rugosidade do esmalte). Os dentes foram divididos em 6 grupos de acordo com o
método de desgaste interproximal: grupo 1, disco de stripping; grupo 2, disco
diamantado; grupo 3, disco de stripping e Sof-Lex; grupo 4, disco diamantado e Sof-
Lex; grupo 5, disco diamantado e ácido fosfórico 37% e grupo 6, controle.
Concluíram que todos os métodos de stripping aumentaram significantemente a
rugosidade da superfície do esmalte e a superfície com stripping que foi polida com
Sof-Lex apresentou menor rugosidade.
Bishara, Ajlouni, Laffoon e Warren, em 2006, realizaram um estudo com
propósito de avaliar e comparar a força de cisalhamento de dois sistemas adesivos
usados para colagem de brackets ortodônticos. A amostra foi composta de 40
molares humanos, divididos em dois grupos de 20 dentes: Grupo I- sistema auto-
condicionante Transbond Plus e Grupo II- sistema adesivo Maxcem. Concluíram que
houve diferença estatisticamente significante entre os grupos e que o sistema
adesivo Maxcem tem potencial para ser usado com sucesso na colagem dos
brackets ortodônticos se sua força de adesão for melhorada. Durante a análise
50
estatística dos resultados observou-se uma grande variabilidade dos valores de
resistência ao cisalhamento dentro de cada grupo.
Cozza, Martucci, Toffol e Penco, em 2006, compararam a resistência ao
cisalhamento entre 5 tipos de brackets metálicos com diferentes bases retentivas
(victory series, mini dyna-lock, mini sprint, topic e equilibrium 2). A amostra foi
composta de 50 incisivos bovinos, divididos em 5 grupos (n=10). Concluíram que
todos os brackets testados tiveram resultados aceitáveis com relação ao teste de
cisalhamento, porém os brackets victory series e equilibrium 2 mostraram maior
resistência quando os valores foram expressos em newtons.
Godoy-Bezerra, Vieira, Oliveira e Lara, em 2006, realizaram um estudo in vitro
com propósito de avaliar a resistência ao cisalhamento do cimento de ionômero de
vidro modificado em meio contaminado por saliva, utilizando três diferentes
superfícies de esmalte: (1) condicionamento com ácido poliacrílico 10%; (2)
condicionamento com ácido fosfórico 37%; e (3) sem condicionamento ácido. A
amostra foi composta de 125 incisivos inferiores permanentes bovinos, divididos em
cinco grupos (n= 25). Grupo I- ácido poliacrílico 10%, Fuji Ortho LC (FOLC)
contaminado com saliva; grupo II- ácido fosfórico 37%, FOLC contaminado com
saliva; grupo III- FOLC contaminado com saliva sem condicionamento ácido; grupo
IV- ácido poliacrílico 10%, FOLC sem saliva; e grupo V (controle) ácido fosfórico
37%, Transbond XT em meio seco. Concluíram que: a) o esmalte condicionado com
ácido fosfórico 37% aumento a resistência ao cisalhamento do FOLC contaminado
com saliva, porém não houve diferença estatisticamente significante em relação ao
teste realizado com a resina Tranbond XT; b) o esmalte condicionado com ácido
poliacrílico 10%, ou sem condicionamento, tiveram menor resistência ao
cisalhamento, sem diferença estatisticamente significante entre eles.
51
Pithon, Santos, Oliveira, Ruellas e Romano, em 2006, realizaram um estudo
com propósito de avaliar a força de cisalhamento de brackets metálicos colados com
Fuji Ortho LC e Ortho Glass LC com a superfície do esmalte em diferentes
condições. A amostra foi composta de 105 incisivos inferiores bovinos, divididos em
sete grupos (n= 15), isto é, Grupo 1 (Controle) esmalte condicionada com ácido
fosfórico 37% por 15 segundos, lavado e seco pelo mesmo período de tempo, primer
e brackets colados com Tranbond XT; Grupo 2- esmalte sem condicionamento ácido
e brackets colados com Fuji Ortho LC; Grupo 3- esmalte condicionada com ácido
fosfórico 37% por 15 segundos, lavado e seco pelo mesmo período de tempo e
brackets colados com Fuji Ortho LC; Grupo 4- esmalte condicionado com sistema
auto-condicionante Tranbond Plus por 3 segundos. Os brackets colados com Fuji
Ortho LC; Grupo 5- esmalte sem condicionamento ácido e brackets colados com
Ortho Glass LC; Grupo 6- esmalte sem condicionamento ácido e brackets colados
com Fuji Ortho LC; Grupo 3- esmalte condicionada com ácido fosfórico 37% por 15
segundos, lavado e seco pelo mesmo período de tempo e brackets colados com
Ortho Glass LC e Grupo 7- esmalte condicionado com sistema auto-condicionante
Tranbond Plus por 3 segundos. Os brackets colados com Ortho Glass LC.
Concluíram que : a) Transbond XT e Fuji Ortho LC obtiveram resultados satisfatórios
com relação a força de cisalhamento quando foram colados em superfície de
esmalte condicionada com ácido fosfórico a 37% ou com sistema auto-condicionante
Tranbond Plus; b) O Fuji Ortho LC e o Ortho Glass LC, mostraram baixa adesividade
para a superfície do esmalte não condicionada; c) Independentemente do tipo de
superfície de esmalte, a média da força de cisalhamento obtida para o Fuji Ortho LC
for maior que a do Ortho Glass LC.
52
Vicente, Bravo, Romero, Ortíz e Canteras, em 2006, realizaram um estudo
com propósito de determinar o efeito de 3 agentes de união (Orthosolo, All-bond2 e
Ehance L.C) na resistência ao cisalhamento de brackets metálicos e no índice de
adesivo remanescente. A amostra foi constituída de 100 pré-molares, divididos em 6
grupos (n=25) de acordo com o tipo do agente de união e de resina (transbond XT e
light bond). Concluíram que nenhum agente de união aumentou significantemente a
força de cisalhamento ou a quantidade de resina remanescente após a descolagem.
Saraç, Elekdag-Turk, Saraç e Turk, em 2007, investigaram os efeitos de três
métodos de condicionamento de superfície na resistência adesiva de brackets
metálicos e os efeitos destes condicionamentos na rugosidade da cerâmica
fedlspática. Trinta amostras de cerâmicas foram divididas em 3 grupos (n=10) de
acordo com o método de condicionamento: grupo A: jateamento trióxido de alumínio;
grupo H: ácido fluorídrico; grupo AH: jateamento e ácido fluorídrico. Sessenta e três
espécimes de cerâmica foram divididas em 3 grupos (n=21) de acordo com o
método de condicionamento, para avaliar a rugosidade. Concluíram que os valores
encontrados para a resistência adesiva foram acima da média preconizada (6-
8MPa), exceto para o grupo H e os grupos A e AH apresentaram superfícies mais
rugosas que o grupo H.
53
ANEXO 2- Aprovação do Comitê de Ética no Uso de Animais
54
55
ANEXO 3 - Material e Métodos
D
E
A
B
C
D
E
Fig 2.
Seqüência da colagem direta de brackets.
A
, Profilaxia;
B
,
Condicionamento ácido; C, Aplicação do primer; D, Remoção dos
excessos de resina com sonda exploradora, mantendo a pressão de
400gf com o dinamômetro; E, Fotopolimerização com o dinamômetro em
posição.
Fig 3.
Sistema adesivo Transbond
®
XT (3M Unitek
®
, Monróvia,
CA). A e B, Cimento resinoso e Primer Tranbond
®
XT.
A
B
Fig 1.
Rugosímetro
Taylor Hobson, Form
Talysurf series 2,
Leicester, England.
56
A
B
C
Fig 4
.
A
e
B
, Dispositivo idealizado para montagem dos dentes
nos anéis de inclusão; C, Máquina universal de ensaios EMIC
®
DL
500.
57
Anexo 4- Análise Estatística
TABELA I-TESTE DE NORMALIDADE DE KOLMOGOROV-SMIRNOV PARA
TODOS OS GRUPOS ESTUDADOS, PUCPR-2008
GRUPOS ESTATÍSTICA n VALOR p
Rugosidade longitudinal 0,0680
90 0,2000
Rugosidade transversal 0,0920
90 0,0578
NOTA: Distribuição normal para p>0,05.
Fig 1
.
Diagrama de dispersão para as variáveis Ra
transversal e Ra longitudinal.
58
Fig
2
.
Diagrama de dispersão para as variáveis
Ra longitudinal e RA.
Fig
3
.
Diagrama de dispersão para as variáveis
Ra transversal e RA.
Fig
4
.
Diagrama de dispersão para as variáveis
Ra total e RA.
59
Anexo 5 - Normas do American Journal of Orthodontics and Dentofacial
Orthopedics
Information for Authors
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performed; Results, describing the primary results; and Conclusions, reporting what the authors
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3. Manuscript. The manuscript proper should be organized in the following sections: Introduction and
literature review, Material and Methods, Results, Discussion, Conclusions, References, and figure
captions. Express measurements in metric units whenever practical. Refer to teeth by their full name
or their FDI tooth number. For style questions, refer to the AMA Manual of Style, 9th edition. Cite
references selectively, and number them in the order cited. Make sure that all references have been
mentioned in the text. Follow the format for references in "Uniform Requirements for Manuscripts
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4. Figures. Digital images should be in TIF or EPS format, CMYK or grayscale, at least 5 inches wide
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program. If published, images could be reduced to 1 column width (about 3 inches), so authors should
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5. Tables. Tables should be self-explanatory and should supplement, not duplicate, the text. Number
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results; and discussion. The submitted figures should include extra oral and intraoral photographs and
dental models, panoramic radiographs and tracings from both pretreatment and posttreatment, and
progress or retention figures as appropriate.
Short Communications should not exceed 2000 words, including the bibliography, and should include
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Books and monographs (domestic and foreign) will be reviewed, depending on their interest and value
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