Objetivo: desenvolver uma nova ponteira para ser acoplada aos aparelhos fotopolimerizadores utilizados para colagem de braquetes e acessórios ortodônticos, e testar sua da efetividade em ensaio mecânico in vitro. A ponteira é espelhada na superfície interna e baseia-se em conceitos físicos de refração e reflexão de luz. Apresenta como principal vantagem o menor tempo clínico durante o procedimento de colagem, reduzindo a possibilidade de contaminação durante o processo.
Métodos: por meio de ensaio de resistência ao cisalhamento e determinação do índice remanescente de adesivo (IRA), testou-se a ponteira desenvolvida em 120 corpos de prova. A amostra foi dividia em dois grupos. No grupo 1, foi utilizado aparelho fotopolimerizador de fonte de luz halógena e, no grupo 2, fonte de LED. Cada grupo foi subdividido. Nos subgrupos H1 e L1, utilizou-se a ponteira convencional. Nos subgrupos H2 e L2 a colagem foi feita utilizando a ponteira desenvolvida para a polimerização do material de colagem.
Resultados: os valores dos testes de cisalhamento e IRA para os subgrupos foram comparados entre si. Os resultados mostraram que não houve diferença estatisticamente significativa para o ensaio de resistência ao cisalhamento (p > 0,05) nem para o IRA (p > 0,05) entre os subgrupos.
Conclusão: os testes de ensaio mecânico, assim como a análise do IRA, mostraram que a nova ponteira desenvolvida cumpriu os requisitos necessários à colagem dos acessórios ortodônticos, e que o tempo de colagem foi reduzido pela metade, sendo necessária uma só incidência.
Palavras-chave: Braquetes ortodônticos. Cura luminosa de adesivos dentários. Patentes. Resistência ao cisalhamento.
INTRODUÇÃO
As fontes emissoras de luz para fotopolimerização de resinas compostas disponíveis no mercado são as lâmpadas halógenas, os diodos emissores de luz (LEDs) azul, o laser de argônio e o arco de plasma de xenônio3,20. Apesar de essas duas últimas tecnologias reduzirem o tempo de polimerização a apenas um quarto23 e a um terço24 do necessário com os fotopolimerizadores convencionais, respectivamente, os aparelhos apresentam alto custo financeiro, o que inviabiliza a utilização em consultórios particulares23,24.
LED é o acrônimo em inglês para light emitting diode, ou diodo emissor de luz, um diodo semicondutor que, quando energizado, emite luz visível por luminescência e não por aquecimento de um filamento. Isso resulta em um menor consumo de energia e baixa produção de calor18,19,20. Os fotopolimerizadores com lâmpadas halógenas estão sendo substituídos por aqueles com LEDs2,18, devido ao menor número de componentes e ao baixo consumo de energia6,18.
A técnica de colagem de braquetes e acessórios na Ortodontia consome tempo, e o controle da umidade, muitas vezes, é difícil, podendo ocorrer contaminação da superfície do esmalte e, consequentemente, falha na colagem3,21.
Com base nas atuais condições de colagem de braquetes e acessórios ortodônticos, associados a conceitos de física óptica, o presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento e teste de um novo modelo de ponteira acoplada ao aparelho fotopolimerizador, buscando a redução do tempo, melhoria na qualidade e redução de energia elétrica no procedimento de colagem na Ortodontia.
MATERIAL E MÉTODOS
A partir dos modelos existentes de aparelho fotopolimerizador, cuja ponteira contém um filamento de fibra óptica em seu interior, foi desenvolvida uma ponteira côncava espelhada, baseada no fato que os espelhos esféricos côncavos são calotas polidas que permitem a reflexão da luz voltada à sua face interna. A ponteira desenvolvida (Fig. 1) é acoplada às pontas dos fotopolimerizadores convencionais (Fig. 2).
O depósito de pedido de patente foi realizado no INPI (Instituto Nacional da Propriedade Industrial) sob o protocolo n° 020110074054.
A Comissão de Ética na Experimentação Animal/UFJF aprovou a realização do presente projeto de pesquisa, sob o certificado de protocolo n° 025/2010.
Para avaliar o desempenho da ponteira na colagem ortodôntica, realizou-se o teste de ensaio mecânico de cisalhamento e a análise do índice remanescente de adesivo. Foram utilizados 120 incisivos mandibulares bovinos que, por apresentarem semelhanças morfológicas e histológicas com os dentes humanos, são utilizados nesse tipo de pesquisa in vitro11,17,22. Na seleção dos dentes, utilizou-se um estereomicroscópio do tipo Stemi 2000–C (Zeiss), do departamento de Física Moderna do Instituto de Ciências Exatas da UFJF.
Formaram-se dois grupos de 60 dentes cada. O grupo 1 foi constituído pelos dentes nos quais a colagem dos braquetes foi realizada com fotopolimerizador de fonte de luz halógena (Dabi Atlante Ultralux), enquanto no grupo 2 o aparelho fotopolimerizador foi de fonte LED (Dabi Atlante Ultraled). Cada grupo foi dividido em dois subgrupos, com 30 dentes cada. Nos subgrupos H1 e L1, a ponteira utilizada foi a convencional, já para os subgrupos H2 e L2, a ponteira usada foi a desenvolvida no presente estudo.
Para a colagem dos braquetes, seguiram-se as orientações do fabricante da resina fotopolimerizável (3M Transbond XT). Foram utilizados 120 braquetes (Dental Morelli, referência 10.30.201).
No subgrupo H1, a incidência da luz do aparelho fotopolimerizador foi de 10s na face mesial e de 10s na face distal. No subgrupo L1, a incidência foi de 5s na face mesial e de 5s na distal. No subgrupo H2, a incidência foi de 10s, e, no subgrupo L2, de 5s. A colagem no grupo 1 foi a uma distância de 5mm da fonte luminosa até a interface braquete/dente,, com uma incidência paralela à superfície de colagem. No grupo 2, a ponteira foi posicionada envolvendo o braquete em uma incidência única.
Os corpos de prova foram montados para a realização do teste de resistência ao cisalhamento em máquina universal de ensaios da marca EMIC, modelo DL 10000, célula de carga de 50kgf Trd 21, com o programa Tesc 3.04, do Instituto Militar de Engenharia do Rio de Janeiro15. Após a realização do ensaio mecânico, foi determinado o IRA de cada corpo de prova com o uso do estereomicroscópio do tipo Stemi 2000–C (Zeiss). Os índices do IRA foram classificados em quatro escores, conforme Quadro 11.
RESULTADOS
A Tabela 1 mostra os valores de média e desvio-padrão para cada subgrupo (H1, H2, L1 e L2).
Para comparação entre subgrupos, utilizou-se o teste t de Student. O valor de p na comparação entre H1 e H2 foi de 0,365, e na comparação entre L1 e L2, foi de 0,176, revelando não haver diferença estatisticamente significativa entre os subgrupos.
O gráfico de caixa (Gráf. 1) mostra a distribuição dos valores do teste de resistência ao cisalhamento entre os grupos.
A distribuição para cada grupo referente ao IRA está expressa no Gráfico 2. Para a análise estatística do IRA, aplicou-se o teste de Kruskal-Wallis, encontrado p > 0,05, revelando não haver diferença estatisticamente significativa entre os grupos.
DISCUSSÃO
Com o principal objetivo de reduzir o tempo de colagem na Ortodontia, foi desenvolvida uma ponteira a ser acoplada em aparelhos fotopolimerizadores. Esse dispositivo é baseado nos conceitos de refração e de reflexão da luz do aparelho fotopolimerizador. A luz visível chega até a extremidade da fibra óptica do aparelho fotopolimerizador, e quando muda de meio (fibra óptica e ar), o raio luminoso é refratado para um meio de menor índice de refração. Esse raio refratado deixa, então, de ser dissipado para o meio, e é refletido pela parede interna espelhada do novo dispositivo desenvolvido. Como a forma dessa nova ponteira é convergente para a extremidade braquete/dente, os raios luminosos chegam até a resina composta pelas direções mesial, distal, incisal/oclusal e gengival, simultaneamente, o que leva à redução de tempo de fotopolimerização a até ¼ do recomendado pelo fabricante com as ponteiras tradicionais.
Uma das desvantagens do uso da resina composta fotopolimerizável é o grande número de etapas durante a colagem, que aumenta o tempo de trabalho e o potencial de erros e de contaminação durante o procedimento5,7,10,12,13,14,16. Com a utilização da nova ponteira, o tempo de colagem foi reduzido, tendo como consequência a diminuição da margem de erro por contaminação de saliva.
A variação do tempo de exposição à luz se deu conforme orientação do fabricante da resina composta 3M Transbond XT para os subgrupos H1 e L1, e com a metade do tempo proposto pelo fabricante para os subgrupos H2 e L2, pois a orientação é de 20 segundos (10 segundos para face mesial e 10 segundos para face distal) para fonte halógena e de 10 segundos (5 segundos para face mesial e 5 segundos para face distal) para fonte LED.
A resistência de união corresponde à força de união dividida pela área (mm²) de interface de colagem. O sistema braquete/adesivo deve ser capaz de resistir a uma força mínima de 6 MPa (megapascal) para ser considerado um sucesso clínico4,8,9,14. Observa-se que todos os grupos do presente estudo apresentaram a média superior à mínima exigida para o sucesso na clínica ortodôntica.
Na avaliação do IRA, utilizou-se o teste de Kruskal-Wallis, o qual revelou não ter havido diferença estatisticamente significativa entre os grupos (p > 0,05). A maioria dos corpos de prova de cada subgrupo exibiu escores 2 ou 3, com a maior parte do adesivo permanecendo na superfície do esmalte, indicando que a ruptura ocorreu na interface adesivo/braquete e não na interface esmalte/adesivo, o que se espera ocorrer em uma adequada fotopolimerização.
Portanto, os resultados tanto do teste de cisalhamento quanto da análise do IRA revelaram que a colagem com a ponteira convencional, assim como com a ponteira desenvolvida no presente estudo, permitiram um desempenho eficaz frente aos testes aos quais foram submetidos.
CONCLUSÕES
1) Os testes de ensaio mecânico, assim como a análise do IRA, mostraram que a nova ponteira desenvolvida cumpriu os requisitos necessários para a colagem dos acessórios ortodônticos.
2) O tempo de colagem foi reduzido pela metade, sendo necessária uma só incidência.
Como citar este artigo:
Mota Júnior SL, Campos MJS, Gravina MA, Fraga MR, Vitral RWF. Prototype of a new tip developed to be coupled to dental light-curing units for optimizing bonding of orthodontic brackets and accessories. Dental Press J Orthod. 2013 Nov-Dec;18(6):112-6.
Enviado em: 19 de setembro de 2011 – Revisado e aceito: 3 de outubro de 2011
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