Estudo da alteração dimensional das diferentes cores e tipos de armazenamentos dos elásticos ortodônticos.

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1 Estudo da alteração dimensional das diferentes cores e tipos de armazenamentos dos elásticos ortodônticos. Bites,C.M.S*; Reges,R.V**;Lenza,M.A***; Santos,F.G*****;Botelho,T.L******. * Pós-Graduanda pelo Instituto Lenza e UNICID GO. ** Professor Titular da UNIP GO. Mestre e Doutor em Materiais Dentários UNICAMP SP. *** Professor Titular da UFG GO. Pós-Doutorado em Ortodontia pela Universidade de Aarhus Dinamarca. RESUMO Objetivo: Este trabalho foi avaliar a alteração dimensional dos elásticos ortodônticos modular, avaliando cores e diferentes marcas comerciais, após serem submetidos à armazenagem em saliva artificial durante o período imediato de 24 horas. Metodologia: Os elásticos foram divididos em cinco diferentes cores com 5 amostras cada (Cinza, azul marinho, Preta, Rosa e Transparentes) e 3 marcas comerciais (Morelli, 3M Unitek, GAC). Foi utilizada a máquina de análise de dimensão (perfilômetro) da marca Mitutoyo que avaliou a alteração de dimensão de cada elástico conforme os fatores envolvidos. Em seguida, os dados foram analisados estatisticamente, obtendo os resultados e conseqüentemente realizados as tabelas e gráficos. Resultados e Conclusões: Todas as cores e marcas comerciais apresentaram alterações dimensionais estatisticamente significantes sendo que a cor rosa apresentou maior alteração tendo uma diferença nos valores médios de 0,22mm e a azul marinho apresentou uma alteração menor de 0,10mm. Entre as marcas comerciais a 3M apresentou uma diferença maior de 0,29mm seguida da Morelli com 0,20mm e por último a GAC com a diferença na média de 0,19mm. Palavras-chaves: Ligadura elástica modular, elastômeros, alteração dimensional ABSTRACT Objective: to study the dimensional changes of orthodontic elastics modular, assessing what color and what brand suffers major change, after being subjected to storage in artificial saliva during the immediate period of 24 hours. Methodology: The rubber bands were divided into five different colors with 5 samples each (Gray, Blue, Black, Pink and transparent) and 3 trademarks (Morelli, 3M Unitek, GAC). The machine was used for analysis of size (profile) Mitutoyo brand that assessed the change in size of each elastic as the factors involved. Then the data were statistically analyzed, obtaining the results and consequently made the charts and graphs. Results and Conclusions: All colors and trademarks dimensional changes showed statistically significant and the pink showed greater change and a difference in the average values of 0.22 mm and navy made a minor change of 0.1 mm. Among the trademarks 3M made a difference greater than 0.29 mm followed by GAC to 0.19 mm and finally to Morelli with a difference in the average of 0.2 mm. Keywords: Orthodontic elastomeric ligatures, elastomers

2 INTRODUÇÃO Os materiais elásticos foram desenvolvidos na década de 60, sendo comercializados em várias cores e diferentes marcas comerciais 17. Estes materiais vêm se destacando em virtude de suas vantagens em relação aos demais sistemas de forças existente no mercado. Estão indicados para a correção de rotações dentárias, fechamento de espaço, retração, tracionamento, desvio da linha média 14 e os pequenos módulos elásticos podem substituir os amarrilhos para prender o fio aos bráquetes. A aplicação dos elásticos em ortodontia tem sido uma ferramenta indispensável para o tratamento ortodôntico e tem como principal característica 14 uma aplicabilidade clínica fácil, requerem pouco tempo de trabalho do profissional, geram forças leves, apresentam baixo custo, possuem a superfície lisa e macia 13, estão disponíveis em varias cores 21, são confortáveis para o paciente sendo assim um importante adjunto para a prática ortodontica 22. Porém, as propriedades mecânicas alteram com o tempo de estiramento e a temperatura fazendo com que sua força diminua rapidamente em termos clínicos 7. No entanto os elásticos sintéticos não podem ser considerados materiais elásticos ideais 23, pois fatores ambientais como movimento dental, mudanças de temperatura, variação de ph, banhos orais de flúor, enzimas salivares e força mastigatória tem sido associadas com a deformação e degradação de força. Independente das desvantagens das cadeias elastoméricas, elas ainda são um método conveniente e barato para fornecer um sistema de força para mover dentes em um período de 3 a 4 semanas 4. Estudos têm mostrado que este material apresenta um alto percentual de degradação de força nas primeiras 24, quando são estirados e mantidos em torno dos bráquetes, e esta degradação diminui após este período 1,2,3,7,21,12,16,13,,20. Porem as alterações nas propriedades químicas destes materiais também é de grande interesse uma vez que este material ira permanecer na boca por um período relativamente longo, sendo extremamente desejável que, durante este intervalo os elásticos apresentassem uma alteração dimensional mínima e com isso teria uma maior eficácia no tratamento ortodôntico, mas o número de trabalhos clínicos e laboratoriais nesta área é extremamente reduzido 14. MATERIAIS E MÉTODO No presente estudo foram avaliados o comportamento dimensional das ligaduras elásticas ortodônticas das marcas comerciais Morelli, 3M Unitek, GAC e 5 diferentes cores (Prata, Azul marinho, Preta, Rosa, Transparente) com 5 amostras de cada grupo. Este conjunto, com a devida identificação do fabricante, foi imerso em saliva artificial por um período de 24 horas para avaliar o efeito do líquido no comportamento dimensional. Foi usado um grupo controle cujo estiramento foi realizado com os elásticos em ambiente seco, como já foi demonstrado por outros autores 8. Os elásticos foram removidos de suas embalagens originais préestirados por 5 minutos em um estilete cilíndrico e levados para a avaliação dimensional no aparelho perfilômetro (análise de superfície) da Faculdade de Engenharia da Universidade Paulista (Unip-GO) para averiguar as alterações

3 promovidas de acordo com as cores, armazenamento e marcas comerciais. Esta máquina é um equipamento que apresenta uma medição digital em milímetros no sentido horizontal e vertical. Após 24 horas os elásticos em imersão foram novamente pré-estirados e imediatamente posicionados na máquina para serem avaliados. Aparelho Perfilômetro GAC 3M Morelli

4 Os resultados serão apresentados na forma de tabelas e gráficos e submetidos a tratamento estatísticos. RESULTADOS As ligaduras elásticas foram avaliadas em relação à alteração dimensional em um período inicial e 24 horas e os resultados da análise estatística dos dados coletados estão descritos nas tabelas a seguir: Tabela 1- Avaliação da alteração dimensional de diferentes cores de elásticos ortodônticos no tempo inicial e 24 horas de armazenamento. CORES CONTROLE 24 HORAS DIFERENÇA DP Azul marinho 3,14 3,24 0,10 ª 0,113 Transparente 3,13 3,25 0,12 b 0,057 Preta 3,14 3,30 0,16 c 0,059 Rosa 3,11 3,33 0,22 d 0,062 Prata 3,16 3,37 0,21 e 0,101 * As letras distintas diferem entre si, ou seja, houve diferença estatística significativa. Tabela 2- Avaliação da alteração dimensional de diferentes marcas de elásticos ortodônticos no tempo inicial e 24 horas de armazenamento. MARCA COMERCIAL CONTROLE 24 HORAS DIFERENÇA 24 HS-CONT. DP GAC 3,13 3,32 0,19 ª 0,03 3M 2,78 3,07 0,29 b 0,15 Morelli 3,25 3,45 0,20 c 0,05 * As letras distintas diferem entre si, ou seja, houve diferença estatística significativa * ANOVA e teste tukey p<0,01 Os resultados mostraram que houve diferença estatística significativa entre os grupos. Quando se avaliou a alteração dimensional entre as cores em relação ao tempo, observou-se que a maior alteração ocorreu com a cor rosa e a menor com a cor azul marinho.

5 Na avaliação entre as marcas, observou-se que os módulos elásticos da marca 3M sofreram uma maior alteração dimensional e a marca GAC apresentou-se com menor alteração. DISCUSSÃO A deformação plástica é a incapacidade de o material recuperar sua forma original 5. Após a avaliação de alguns materiais elásticos Wong 22 descreveu que todos os materiais elásticos estudados após o estiramento perto do ponto de fatura e mantido fixo nesta posição sofreram deformação plástica e que o aumento da deformação plástica também depende de quão rápido o material e estirado 22. Apesar de testes simples in vitro serem incapaz de representar as reais aplicações em consultório, os resultados de teste realizado por Kachana 11 tiveram a expectativa de gerar diretrizes para a escolha do elásticos a ser usado em consultório 11, pois os elásticos são considerados importantes auxiliares no tratamento ortodôntico e apresentam inúmeras aplicações, entretanto a degradação da força apresentada por esses materiais tem sido um problema clínico evidente e bastante discutido 15 e a principal causa da alteração dimensional. Os resultados deste estudo demonstraram que houve alterações dimensionais em todas as cores e todas as marcas nas ligaduras elásticas do tipo modular mesmo antes da ação do tempo e da imersão em solução de saliva. Conforme pode ser visto na tabela 1 as diferenças entre os valores médios das medidas controle e após 24 horas foram maiores para a cor rosa (0,22mm) e a menor para a cor azul marinho (0,10). Em relação às marcas demonstradas na tabela 2 a 3M Unitek apresentou uma diferença maior entre os valores médios (0,29), tal alteração pode estar relacionada ao fato de os módulos elásticos desta marca apresentar-se visivelmente com um diâmetro interno menor que as demais marcas estudadas. A GAC apresentou uma diferença menor (0,19) como foi mostrado também por Taloumis 21 que usando um ambiente oral simulado notou que as ligaduras da marca GAC mostraram uma porcentagem menor nas mudanças dimensionais e na perda da força e que a umidade e o calor diminuem a estabilidade dimensional e os níveis de força dos materiais elásticos. A cor rosa, neste estudo, mostrou ter mais alteração, isso poderia ser explicado devido à cor escura exigir mais quantidade de pigmento e com isso tornase mais suscetível a influência do meio, pois altera com maior facilidade. Estes dados sugerem que o processo de fabricação dos elásticos coloridos influência na quantidade de força gerada como apresentado nos trabalhos de Baty, D.L. et al 5 e Martins, M. et al 13. Wong 22 descreve que a cor cinza encontrada em alguns tipos de borracha indica um produto inferior com inclusão de impurezas e que os materiais elásticos sofrem manchamento com alguns tipos de alimento e os fabricantes para tentar solucionar este problema incluem cores metálicas para mascarar as manchas, mas com isso a força e a elasticidade são reduzidas. Desta forma as diversas cores poderiam alterar diferentemente as propriedades das ligaduras 20. Este mesmo autor após avaliar elásticos de varias marcas comerciais verificou que todos os materiais estudados sofreram deformação permanente em sua forma o que foi observado também por Baty, D.L. et al 5 e Martins, M. et al 13.

6 Neste estudo as diferenças de alterações entre as marcas, apesar das ligaduras serem de cores iguais, se deve as variações na composição química dos pigmentos de cada fabricante e esta composição não é revelada pelos mesmos. Segundo Andreasen e Bishara 3 que usaram água a 37 C, água em temperatura ambiente e saliva artificial como substância de armazenamento, não encontrou diferenças estatísticas significantes entre estas condições mencionadas, mas relatou que os elastômeros absorvem água e saliva, apresentam manchas permanentes, e sofrem quebras das ligações internas que levam a deformação permanente. Wong 22 verificou que os elásticos perdem força quando testado em água e na boca, porém quando testadas apenas no ar verificou-se que apresenta uma perda de força menor. Vários investigadores têm tentado determinar as conseqüências da mudança de ambiente com relação à distribuição inicial de força e seu declínio nas cadeias elastoméricas. Essas tentativas têm observado a condição que poderiam existir dentro da cavidade oral ou que poderiam ser utilizadas em esterilização das cadeias antes se sua colocação na boca 4. De Genova et al 7, avaliou a degradação da força dos elásticos em saliva artificial a uma temperatura constante e também em termo-ciclagem (15C e 45C) encontrou que as amostras submetidas a termo-ciclagem retém mais força do que as mantidas em temperatura constante e que possivelmente isto foi relacionado a um aumento na rigidez do material causado pela variação de temperatura. No estudo de Von Fraunhofer et al 9, que examinou o efeito da saliva artificial e flúor tópico nas propriedades dos elásticos das marcas: Ormco, 3M e TP Orthodontic concluiu que a degradação ocorreu com os módulos elásticos em todas as condições. No estudo de Stevenson e Kusy 19 foi avaliado o efeito de condições ambientais como: acidez, oxigênio e temperatura, em cadeias elastoméricas com formulação química e processo de fabricação diferente e entre as variáveis estudadas somente o aumento de temperatura apresentou ser um fator dominante no mecanismo de degradação e deteriorização das propriedades mecânicas dos elastômeros como foi avaliado também por outros autores 21. Kanchana e Godfrey 11 estudaram a calibração das forças de extensão e características de degradação da força dos elásticos ortodônticos de látex e verificou-se que ao final do teste de imersão em saliva artificial, as bandas de borracha sofreram algumas alterações em sua aparência: mudaram de cor de amarelo palha para esbranquiçado, apresentaram aspecto inchado e eventualmente, quanto mais esticados, mais permanentemente deformados se tornaram, indicando uma mudança na estrutura. Kersey et al 12, avaliou elásticos ortodônticos sem látex das marcas American Orthodontics, Ortho Organizers, GAC International e Masel, e foi usado um tipo de elástico de látex (American Orthodontics) com o propósito de comparação, foram colocados em um tanque de água destilada com temperatura de 37 0 C e verificou-se que existiu deformação permanente, inchaço e uma mudança de transparente para opaco em todos os tipos de elásticos sem látex e quase não existiu efeito nos elásticos de látex. Beattie e Monaghan 6 avaliaram o efeito simulado de uma dieta diária de alguns pacientes ortodônticos sobre os bandas elásticas de 3 fabricantes ( Rocky Mountain Orthodontics, 3M Unitek, American Orthodontics) e verificou similaridades com outros estudos, ex.: danos mecânicos e físicos nas ligações cruzadas dos polímeros, penetração de solvente no látex pela água e outros componentes líquidos

7 da comida, plastificando pela água ou a retirada de plastificantes por dissolução do polímero para o meio ambiente oral simulado. Neste estudo os módulos elásticos apresentaram uma alteração dimensional diretamente proporcional ao tempo de imersão, o que também foi notado por Abrão et al 1. Em parte, os elásticos têm sido testados em temperatura ambiente a 37 0 C, em ar seco, em ar úmido, em água destilada, em saliva artificial, no entanto nenhum consenso nas condições apropriadas para os testes dos elásticos ortodônticos tem surgido 18. Após uma extensa revisão de literatura Martins et al 14 concluiu que apenas o tipo de matéria prima empregada, método de fabricação, condições de armazenamento e o meio a que são expostas as cadeias elastoméricas podem influenciar de forma significativa o desempenho clínico destes materiais. Já os procedimentos de desinfecção e esterilização, diferentes cores e marcas comerciais, variações na temperatura e ph, exposição a soluções tópicas de fosfato de flúor acidulado, procedimentos de pré-estiramento, tempo de distensão, tipo de cadeia elastomérica e forma de adaptação dos elásticos aos bráquetes não alteraram significativamente o desempenho clínico destes materiais. Os elastômeros podem sofrer alterações nas suas propriedades decorrente do preenchimento dos espaços na matriz da borracha por fluidos e bactérias 22,9. Deste modo, neste estudo, o aumento de volume em decorrência da absorção de líquidos ou até mesmo a pigmentação utilizada para colorir as ligaduras podem ter influenciado na queda dos valores médios das ligaduras elásticas, porem, esta afirmação só pode ser feita se existir um regido controle de padrão de qualidade por parte do fabricante, como foi considerado por Taloumis et al 21. e Wong 22. CONCLUSÃO Todas as cores e marcas comerciais apresentaram alterações dimensionais estatisticamente significantes sendo que a cor rosa apresentou maior alteração tendo uma diferença nos valores médios de 0,22mm e a azul marinho apresentou uma alteração menor de 0,10mm. Entre as marcas comerciais a 3M apresentou uma diferença maior de 0,29mm seguida da Morelli com 0,20mm e por último a GAC com uma diferença na média de 0,19mm. Apesar das importantes observações obtidas nesta investigação há a necessidade de mais estudos sobre o assunto, pois há poucos trabalhos sobre as ligaduras elásticas na literatura. AGRADECIMENTOS Pesquisa realizada no Laboratório da UNIP Goiânia, com a colaboração dos técnicos Tiago, Henrique e Wilson, Laboratório de Engenharia UNIP.

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