Estudo comparativo da resistência ao cisalhamento utilizando diferentes bráquetes metálicos colados em incisivos bovinos

Transcrição

1 Artigo Original Original article Estudo comparativo da resistência ao cisalhamento utilizando diferentes bráquetes metálicos colados em incisivos bovinos Comparative study of shear strength using different metal brackets bonded to bovine incisors Ana Letícia Teixeira Ribeiro 1 Maura Régia Lima Verde Moura Lopes 2 Bruna Laís Lins Gonçalves 1 Jezlia Chris da Silva Galdino 1 Marcus Barreto Vasconcelos 3 Resumo A correta seleção de materiais, especificamente os bráquetes, é requisito importante para o êxito da terapia ortodôntica. Esse estudo tem como objetivo avaliar a resistência ao cisalhamento empregando-se três grupos de bráquetes metálicos de marcas comerciais nacionais diferentes em dentes incisivos bovinos. Foi encaminhado ao Comitê de Ética no Uso de Animais (CEUA) e somente após sua aprovação iniciou-se os testes. Foram utilizados 24 dentes incisivos inferiores bovinos, divididos em três grupos aleatoriamente, contendo 8 dentes em cada grupo: 1) Morelli; 2) Orthometric e 3) Eurodonto. Os dentes foram limpos com curetas periodontais e armazenados em água destilada à temperatura de 4 C. Após a estocagem, os dentes foram inclusos em tubos de PVC, de maneira centralizada e com as faces vestibulares perpendiculares ao solo, utilizando como auxílio um esquadro justaposto à superfície de colagem. Em cada amostra foram feitas marcações nos tubos de PVC identificando os grupos e a sequência. As amostras foram submetidas à profilaxia, condicionamento ácido, aplicação do primer e resina fotopolimerizável Transbond XT. Os dentes foram novamente armazenados e toda a amostra submetida ao teste de cisalhamento em máquina de ensaio universal, com velocidade de 0,5 mm por minuto. Os resultados obtidos, após execução do teste, foram armazenados em uma planilha eletrônica (software Excel ) e, posteriormente, submetidos aos testes estatísticos ANOVA e Teste de Tukey. Concluiu-se que os bráquetes metálicos das marcas Morelli, Orthometric e Eurodonto não têm diferenças estatisticamente significativas (p = 0,317) e todas as marcas testadas estão situados em uma faixa de resistência mecânica que possibilite sua utilização clínica. Descritores: Bráquetes ortodônticos, resistência ao cisalhamento, bovinos, resinas compostas. Abstract Correct selection of materials, specifically the brackets, is an important requirement for orthodontic therapy success. This study aims to evaluate the shear strength employing three metal brackets groups of different national trademarks in bovine teeth incisors. It was referred to the Ethics Committee on Animal Use (CEUA) and only after approval tests began. Twenty- -four bovine mandibular incisor teeth were used and randomly divided into three groups containing 8 teeth in each one: 1) Morelli; 2) Orthometric and 3) Eurodonto. The teeth were cleaned with periodontal curettes and stored in distilled water at 4 C. After storage, the te- 1 Cirurgiã Dentista Facid Devry, Graduanda em Odontologia. 2 Doutora em Ortodontia SLMandic, Professora de Ortodontia Facid Devry, Coordenadora da Especialização em Ortodontia Instituto Lato Sensu. 3 Especialista em Ortodontia e Ortopedia Facial ABO-PI, Mestre em Odontologia, área de concentração Ortodontia UNICEUMA/MA, Coordenadora do curso de Especialização em Ortodontia Instituto Lato Sensu. do autor: analettycia@hotmail.com Recebido para publicação: 16/04/2018 Aprovado para publicação: 02/05/2018 Como citar este artigo: Ribeiro ALT, Lopes MRLVM, Gonçalves BLL, Galdino JCS, Vasconcelos MB. Estudo comparativo da resistência ao cisalhamento utilizando diferentes bráquetes metálicos colados em incisivos bovinos. DOI: /2018;

2 46 eth were inserted in PVC tubes, centrally and with the buccal surfaces perpendicular to the ground, using as an aid a square juxtaposed to the bonding surface. In each sample signs were made in the PVC tubes identifying groups and sequence. The samples were submitted o prophylaxis, etching, primer application, and Transbond XT photopolymerizable resin. The teeth were stored again and the whole sample was submitted to the shear test in a universal testing machine with speed of 0.5 mm per minute. The results obtained after test execution were stored in a spreadsheet (Excel software), and then submitted to statistical tests ANOVA and Tukey test. It was concluded that metal brackets of the trademarks Morelli, Orthometric and Eurodonto have statistically significant differences (p = 0.317) and all trademarks tested are situated in a strength range which allows their clinical use. Descriptors: Orthodontic brackets, shear strength, bovine, composite resins. Artigo original Original article Introdução Atualmente há uma preocupação com a eficiência na Ortodontia. A qualidade dos materiais é fator importante para que ela seja alcançada. Os bráquetes ortodônticos são peças fundamentais para um bom andamento do tratamento. Eles são utilizados com o objetivo de fixar o arco ortodôntico aos dentes, permitindo a execução de forças para a movimentação dentária 3,7,15. A colagem de bráquetes diretamente à superfície do dente foi um progresso significativo, pois simplificou a montagem do aparelho ortodôntico, promoveu a redução de etapas e do tempo de tratamento, eliminou a separação mecânica interdentária, que é um procedimento clínico indispensável para a correta adaptação das bandas ortodônticas, bem como os espaços gerados pelas espessuras das bandas após a remoção dos aparelhos 6. Na tentativa de alcançar melhorias estéticas, aumentar o conforto e a eficiência dos bráquetes ortodônticos, os fabricantes têm lançado estes acessórios no mercado com bases de diferentes desenhos e formas 7,10,11. Devido à similaridade com as forças que mais frequentemente resultam em falhas na adesão de bráquetes clinicamente, os ensaios de cisalhamento são os mais aplicados para análise da força de adesão, embora estas sejam de difícil reprodução devido à sua grande complexidade 1,14,17. Vários trabalhos têm sido realizados com dentes bovinos em substituição aos dentes humanos. A utilização dos mesmos tornou-se bem documentada e preferida devido à composição de seu esmalte ser semelhante à do esmalte de dentes humanos e à sua fácil aquisição. Mesmo com o grande número de pesquisas na área, esses autores concordam com a necessidade de novas pesquisas avaliando outras características desses acessórios 8,12, 13,16. Esse trabalho objetiva avaliar a resistência ao cisalhamento empregando-se três grupos de bráquetes metálicos de marcas comerciais nacionais diferentes em dentes incisivos bovinos, contribuindo na relação custo/benefício desses materiais e no sucesso do tratamento ortodôntico. Material e métodos O presente trabalho foi encaminhado ao Comitê de Ética no Uso de Animais (CEUA) de uma Instituição de Ensino Superior. A pesquisa seguiu os critérios de acordo com a Lei de 08/10/2008 e Resolução 1000 de 11/05/2012 do Conselho Federal de Medicina Veterinária, com a utilização do Termo de Doação e o protocolo de uso de animais na pesquisa. Foram utilizados 24 dentes incisivos inferiores permanentes bovinos, divididos em 3 grupos (Quadro 1) com 8 dentes cada (Figura 1). Foram inclusos na amostragem apenas os dentes hígidos e sem traços de fraturas. Excluiu-se da pesquisa os dentes que por qualquer eventualidade fraturaram coroa/raiz durante os testes. Quadro 1 Divisão dos grupos experimentais. Marca do bráquete Quantidade G1 - Morelli 8 G2 - Orthometric 8 G3 - Eurodonto 8 Total 24 Após a extração, os incisivos bovinos foram devidamente limpos com curetas periodontais (Gracey 5/6 Hu Friedy), armazenados em recipiente de vidro com água destilada e conservados em geladeira à temperatura de 4 C. Os dentes foram estocados e 24 horas antes de realizar os testes de cisalhamento foram inclusos em tubos de PVC (Tigre, Joinville, Santa Catarina, Brasil) com 32 mm de diâmetro interno por 45 mm de altura, de maneira centralizada e com as faces vestibulares perpendiculares ao solo com auxílio de um esquadro (Figura 2). Os tubos de PVC foram preenchidos com gesso comum. Em cada grupo de amostra foram utilizadas marcações nos tubos de PVC como forma de identificar e diferenciar os grupos (Figura 3).

3 47 Figura 1 Dentes bovinos selecionados para compor um grupo dos testes de cisalhamento. Fonte: Ribeiro (2016). Figura 2 Corpo de prova montado e demarcado para colagem do bráquete. Figura 3 Corpo de prova e sua respectiva identificação. Fonte: Ribeiro (2016). Para a colagem dos acessórios, todos os dentes foram submetidos a um preparo prévio obedecendo ao seguinte protocolo (Figura 4): a) Profilaxia da superfície vestibular utilizando pedra pomes, água e taça de borracha, em baixa rotação, por 15 segundos, renovando a taça a cada cinco polimentos; b) Lavagem da superfície polida com jato de água e spray por 15 segundos; c) Secagem com jato de ar livre de umidade por 15 segundos; d) Condicionamento ácido do esmalte dentá rio com ácido fosfórico a 37% sob a forma de gel (Etchant - 3M Dental Products), por 30 segundos; e) Lavagem da superfície condicionada com jato de água pelo dobro de tempo; A B B f) Secagem posterior ao condicionamento por 15 segundos com jato de ar livre de umidade; g) Verificação da superfície tratada para confirmação da característica esbranquiçada e opaca do esmalte confirmando o sucesso do condiciona mento ácido; h) Aplicação do primer Transbond XT (3M Unitek Orthodontic Products, Monrovia CA, EUA); i) Os bráquetes foram colados em seus respectivos grupos, de acordo com as recomendações do fabricante, com a resina fotopolimerizável Transbond XT (3M Unitek Orthodontic Products, Monrovia CA, EUA), sendo todas as colagens executadas pelo mesmo operador com pinça ortodôntica, e os excessos do material adesivo após o posicionamento dos bráquetes removidos com sonda exploradora (Duflex, Brasil). Ribeiro ALT, Lopes MRLVM, Gonçalves BLL, Galdino JCS, Vasconcelos MB.

4 48 D E F G Artigo original Original article H Figura 4 (A-I) Protocolo da sequência de colagem do bráquete metálico. A) Materiais utilizados na colagem dos bráquetes; B) Condicionamento com ácido fosfórico a 37% durante 15 segundos; C) Lavagem com água abundantemente e secagem com jato de ar; D) Aplicação de duas camadas consecutivas de adesivo sobre o esmalte com auxílio de microbrush; E) Fotopolimerização do adesivo por 20 segundos; F) posicionamento do bráquete com resina Transbond XT; G) remoção dos excessos; H) Fotopolimerização da resina por 20 segundos pela incidência de luz por 10 segundos em cada lado, aproximadamente 3 mm acima do contato interproximal; I) corpo de prova finalizado. I

5 49 Os dentes foram novamente armazenados em água destilada em temperatura ambiente e em uma máquina de ensaio universal Servo Elétrica AGS-X 250KN Shimadzu, com velocidade de 0,5 mm por minuto (Figura 5). Toda a amostra foi submetida ao ensaio de cisalhamento. Os dados foram submetidos ao teste de normalidade Shapiro-Wilk para verificar se a variável força de resistência possui padrão normal. Comprovada a distribuição normal dos dados, foi utilizado o teste estatístico ANO- VA para os três grupos. Pós-teste de Tukey com intervalo de confiança em 95% e significância estatística estabelecida em p>0,05, comprovando que realmente não há diferença significativa entre as forças de resistência. Figura 5 Máquina de ensaio Shimadzu. Fonte: Ribeiro (2016). Figura 6 Corpo de prova sob força vertical. Fonte: Ribeiro (2016). Raspagem dos dentes bovinos Armazenados com água destilada a 4ºC Dentes montados em P.V.C. com gesso comum Profilaxia com pedra pomes e água e taça de borracha Condicionamento ácido Lavagem e secagem Aplicação do sistema adesivo Colagem do bráquete Teste de cisalhamento 24 horas após a colagem dos bráquetes Figura 7 Diagrama da sequência de preparação das amostras e posterior teste de cisalhamento. Resultados A apresentação das grandezas em Megapascal (MPa) tem o objetivo de fornecer valores de pressão, onde se individualizou a força aplicada sobre uma determinada área em mm², visto que quanto maior a base do bráquete maior é a sua retenção 15. Os resultados obtidos nesse estudo foram registrados em Megapascal (MPa) pelo computador acoplado à máquina de ensaio universal Shimadzu quando ocorreu a descolagem dos bráquetes e podem ser observados na Tabela 1, a fim de comparar com os dados encontrados mais comumente na literatura. Tabela 1 Valores da resistência dos corpos de prova dos bráquetes metálicos em Megapascal e a média aritmética de cada grupo. Corpo de prova Morelli Orthometric Eurodonto c-p 01 7,379 9,065 8,344 c-p 02 8,455 9,181 14,061 c-p 03 6,800 13,584 11,042 c-p 04 10,761 16,472 6,210 c-p 05 7,932 12,384 10,705 c-p 06 6,623 8,194 6,660 c-p 07 9,739 11,316 8,763 c-p 08 6,578 9,370 9,583 Média (Mpa) 7,656 11,850 9,173 Os valores de força máxima para descolagem, obtidos em N e transformados em MPa, foram submetidos à análise de variância ANOVA para determinar se havia diferenças significativas entre os grupos e, posteriormente, submetidos ao teste de Tukey, em nível de significância em 5% (Tabela 2). Ribeiro ALT, Lopes MRLVM, Gonçalves BLL, Galdino JCS, Vasconcelos MB.

6 50 Artigo original Original article Tabela 2 Teste de Tukey. (I) Tipo de bráquete (J) Tipo de bráquete Média da diferença (I-J) Valor de p* 1 2-3,789 0, ,517 0, ,789 0, ,272 0, ,517 0, ,272 0,438 Legenda: 1) bráquete Morelli; 2) bráquete Orthometric; 3) bráquete Eurodonto. No presente trabalho não houve diferenças estatisticamente significantes entre os grupos (Tabela 2) e, apesar dos bráquetes da Orthometric apresentarem valores absolutos de resistência frente às forças de cisalhamento superiores quando comparados às duas outras marcas, os valores são próximos e não estatisticamente significantes (p = 0,317). Gráfico 1 Resistência dos bráquetes metálicos sob esforço de cisalhamento. Discussão O conhecimento das características dos materiais empregados na Ortodontia, como os bráquetes, é importante para o êxito da terapia ortodôntica. Características que devem ser avaliadas são a adesividade e a resistência ao cisalhamento da interface adesivo- -bráquete. Os bráquetes são amplamente utilizados com o objetivo de fixar o arco ortodôntico aos dentes, permitindo a execução de forças para a movimentação dentária, sendo peças fundamentais para um bom resultado no tratamento. Novas formas e tecnologias surgiram na fabricação destes acessórios para atender às demandas de estética, conforto e eficiência. Os bráquetes disponíveis no mercado nacional atualmente apresentam diferenças importantes nos materiais utilizados na sua fabricação, bem como nas suas bases, com áreas de retenção com diferentes desenhos e formas 7,16. Para entender a adesão e tentar simular em laboratório o que ocorre na cavidade bucal dos pacientes ortodônticos, recorre-se a ensaios mecânicos de cisalhamento in vitro. Este teste vem sendo utilizado em diversas pesquisas e seu emprego é fácil, eficaz e confiável. Vale ressaltar que a obtenção da tensão de cisalhamento em sistemas utilizados para a colagem de acessórios ortodônticos depende do paralelismo entre a linha de ação da força e a superfície de união. No teste de cisalhamento, a força é direcionada paralela ao longo eixo dos dentes e o mais próximo possível da interface bráquete-dente 2,6. Reynolds 13 (1975) descreveu que a força de adesão ideal entre esmalte e bráquete está entre 5,9 e 7,8 Mpa. Estudos mais recentes sugerem que a força de adesão para sucesso na colagem de bráquetes deveria estar entre 6 e 8MPa, já que esses valores seriam capazes de suportar as forças mastigatória e ortodôntica 5,7. A força de resistência dos bráquetes da marca Morelli (7,65 Mpa) está acima da resistência ao cisalhamento mínima necessária citadas pelos autores 5,7. Já a média das forças de resistência das duas outras marcas, Orthometric (11,85 Mpa) e Eurodonto (9,17 Mpa), foram superiores ao que os autores acima descreveram, corroborando com alguns achados 4,7,18, os quais afirmaram que todas as marcas comerciais testadas estão situadas em uma faixa de resistência mecânica que possibilite sua utilização clínica. No Gráfico 1, observa-se que os bráquetes da marca Morelli apresentaram uma média de resistência contra as forças de cisalhamento de 7,65 MPa e os bráquetes da Eurodonto de Mpa. Em estudo, Martins 7 (2014) encontrou valores muito superiores em ambas as marcas (27,5 e 24,7 MPa, respectivamente). Entretanto, utilizou-se uma velocidade de carga de 0,4 milímetros por minuto, o qual difere da metodologia da presente pesquisa que utilizou uma velocidade de 0,5 mm/min, justificando a divergência dos resultados do presente trabalho. Como afirmam Cal Neto;Miguel 1 (2004), esta constitui uma das principais causas para discrepância entre trabalhos que analisam variáveis similares. Isto ocorre devido a uma tendência que existe de serem obtidos baixos valores de força de adesão ao esmalte quando é adotada uma maior velocidade de operação, ao passo que quando tal velocidade é menor, a tendência é que os valores de força sejam maiores. Segundo Martins 7 (2014), comparando seis marcas de bráquetes metálicos quanto à resistência ao cisalhamento, constatou-se que os bráquetes da marca Orthometric apresentavam valores de resistência de 11,24 MPa, enquanto no presente estudo observou-se resistência de 11,85 MPa. Essa pequena diferença de valores pode ter sido devido ao tipo de dente utilizado, pois no trabalho realizado por Martins 7 (2014) foi utilizado dentes humanos, enquanto nesta pesquisa foram

7 51 dentes bovinos. Esses dentes apresentam estruturas de esmalte maiores, o que pode ter influenciado no aumento da resistência. Segundo Melgaço 9 (2011), este é um fator que deve ser levado em consideração, pois o esmalte bovino oferece força de adesão diferente do esmalte humano. Matos et al. 8 (2008) afirmaram que o esmalte bovino pode ser um substituto adequado para o esmalte humano em alguns trabalhos de testes de resistência de união. Diante dos resultados obtidos e utilizando a metodologia descrita, verifica-se que os bráquetes metálicos das marcas nacionais testadas são todos resistentes e capazes de suportar as cargas mastigatórias e forças ortodônticas, comprovando que estão situados em uma faixa de resistência mecânica que possibilite sua utilização clínica. Conclusão Concluiu-se que os bráquetes metálicos das marcas Morelli, Orthometric e Eurodonto apresentaram valores de resistência frente às forças de cisalhamento muito próximos e não há diferenças significativas entre elas (p = 0,317), comprovando que todas as marcas comerciais testadas estão situadas em uma faixa de resistência mecânica que possibilite sua utilização clínica. 1. Cal Neto JOAP, Miguel JAM. Uma análise dos testes in vitro de força de adesão em Ortodontia. R Dental Press Ortodon Ortop Facial 2004, Maringá; 9(4): Coelho U, Moro MG, Penteado NC, Hilgenberg SP, Jimenez EEO, Rastelli MC. Influência de diferentes tipos de máquina de ensaio e da termociclagem na resistência adesiva ao cisalhamento e no índice de adesivo remanescente. Orthod. Sci. Pract. 2015; 8(30): Feres R. Resistência de união ao microcisalhamento da interface esmalte dentário, adesivo ortodôntico e bráquetes cerâmicos. Orthod Sci Pract. 2016; 9(33): Fleischmann LA, Sobral MC, Santos GC Jr, Habib F. Estudo comparativo de seis tipos de bráquetes ortodônticos quanto à força de adesão. Rev Dent Press Ortodon Ortop Facial. 2008; 13(4): Ianni FD, Silva TBC, Simplício AHM, Loffredo LCM, Ribeiro RP. Avaliação in vitro da força de adesão de materiais de colagem em Ortodontia: ensaios mecânicos de cisalhamento. R Dental Press Ortodom Ortop Facial. Maringá 2004; 9(1): Jimenez EEO. Avaliação da resistência ao cisalhamento de bráquetes novos recolados com diferentes resinas ortodônticas. Dissertação (Mestrado) Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, p. 7. Martins JA. Resistência dos bráquetes Roth sobre as forças de cisalhamento. Monografia (Pós-graduação em Ortodontia) FUNORTE, Feira de Santana, p. 8. Matos IC, Sab TBB, Juliboni NC, Guerra RF, Miranda MS. Utilização de dentes bovinos como possível substituto aos dentes humanos nos testes in vitro: revisão de literatura. Rev Odontol 2008; 10(2): Melgaço CA, Andrade GG, Araújo MTS, Nojima LI. Resistência ao cisalhamento de bráquetes metálicos utilizando sistema adesivo autocondicionante. Dental Press J Orthod Jul/Ago; 16(4): Mondelli AL, Freitas MR. Estudo comparativo da resistência adesiva da interface resina/bráquete, sob esforços de cisalhamento, empregando três resinas compostas e três tipos de tratamento na base do bráquete. R Dental Press Ortodon Ortop Facial. Maringá 2007; 12(3): Neves AM. Resistência ao cisalhamento da colagem dos compósitos Concise e Transbond XT com e sem agente de união. Dental Press J Orthod Nov/Dez; 16(6): Oliveira MV, Pithon MM, Ruellas ACO, Romano FL. Estudo comparativo da resistência ao cisalhamento de bráquetes ortodônticos de policarbonato. Ortodontia SPO Jul/ Set; 3(40). 13. Reynolds IR. A review of direct orthodontic bonding. Br J Orthod. 1975, Oxford; 2(3): Romano FL, Tavares SW, Ramalli EL, Magnani MBBA, Nouer DF. Análise in vitro da resistência ao cisalhamento de bráquetes metálicos colados em incisivos bovinos e humanos. R Dental Press Ortodon Ortop Facial. Maringá, 2004 Nov/ Dez; 9(6): Santos VM. Estudo comparativo da resistência à tração de bráquetes colados com luz halógena e leds (Mestrado) - Faculdade de Odontologia da Universidade Cidade de São Paulo, 2005, p Shimizu RH, Grando KG, Shimizu IA, Andriguetto AR, Melo ACM, Witters EL. Avaliação da resistência ao cisalhamento de bráquetes colados pelas técnicas direta e indireta: estudo in vitro. Dental Press Journal of Orthodontics Jul/Ago; 4:1-5, 17. Vasques WO, Ciruffo PSD, Tubel CAM, Miyamura ZY, Vedovello FM. Resistência ao cisalhamento de diferentes bráquetes metálicos. RGO, Porto Alegre, 2005 Jul/Ago/Set; 53(3): Wang WN, Li CH, Chou TH, Wang DD, Lin LH, Lin CT. Bond strength of various bracket base designs. Am J Orthod Dentofacial Orthop. St. Louis, 2004 Jan; 25(1): Referências Ribeiro ALT, Lopes MRLVM, Gonçalves BLL, Galdino JCS, Vasconcelos MB.