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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL
PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
FACULDADE DE ODONTOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ODONTOLOGIA
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO EM CIRURGIA E TRAUMATOLOGIA BUCOMAXILOFACIAL
MESTRADO
MARCELO EMIR REQUIA ABREU
AVALIAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO E DA PENETRAÇÃO DE
LASERS DE λ 682 – 685 nm E λ 826 - 829 nm PELO TECIDO ÓSSEO HUMANO
ATRAVÉS DE ESPECTRORRADIOMETRIA
Porto Alegre
2007
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2
MARCELO EMIR REQUIA ABREU
AVALIAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO E DA PENETRAÇÃO DE
LASERS DE λ 682 – 685 nm E λ 826 – 829 nm PELO TECIDO ÓSSEO HUMANO
ATRAVÉS DE ESPECTRORRADIOMETRIA
Dissertação apresentada como parte
dos requisitos obrigatórios para obtenção
do título de Mestre em Odontologia, pela
Pontifícia Universidade Católica do Rio
Grande do Sul, na área de concentração
em Cirurgia e Traumatologia
Bucomaxilofacial.
Orientador: Prof. Dr. Rogério Miranda Pagnoncelli
Co-orientadora: Profª. Drª. Mara Regina Rizzatti
Porto Alegre
2007
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3
____________________________DEDICATÓRIA
4
Ao Deus que nos rege.
Aos meus pais, Emyr Farias Abreu e Josefina Maria Requia Abreu.
Exemplos de dignidade e de amor incondicional à nossa família.
Com certeza essa vitória não é só minha, é nossa!
Amo vocês!
5
_____________AGRADECIMENTOS ESPECIAIS
6
AGRADECIMENTOS ESPECIAIS
Faz-se o momento de agradecer e lembrar uma pessoa que foi muito especial
na minha vida e na formação de meu caráter, meu falecido avô Edmundo Requia.
Tenho certeza que estás vibrando por mim hoje e sempre. Saudades tua!
As minhas amadas irmãs, Tati e Leca. Ambas sempre preocupadas e torcendo
por mim... Sei que nos últimos 2 anos não pude conviver com vocês o quanto eu
gostaria, quantos almoços e jantares tive que me ausentar, mas saibam que toda a
vez que sou convidado, sinto isso como um carinho muito grande. Sei que sempre
poderemos contar um com o outro.
Na seqüência das irmãs, é claro, vêm seus filhos e meus sobrinhos, por ordem
cronológica e não de amor, o qual é imenso e igual por todos: Marquinho, Tite, Isa,
Tiago e Mariana.
Aos de Santa, que apesar da distância, em nada diminuiu o meu amor por
vocês. A minha avó, Maria Joana Beltrame Requia, obrigado por ter ajudado a me
criar e pelas melhores sopas do mundo. Meus tios e padrinhos, Adir e Sara, os
considero meus segundos pais, no verdadeiro sentido da palavra. A tia Dada,
sempre presente e torcendo por mim. Aos meus primos do coração: Bício, Frã e
Jadi, que continuemos assim sempre, como irmãos.
A minha Carol, essa conquista também é sua. Obrigado por todo o amor,
estímulo e confiança, principalmente nos meus momentos de dúvida, os quais não
foram poucos. Sei que sente-se orgulhosa e feliz por mim. Te amo! A Conceição
Vianna da Silva, que em vida sempre torceu por mim, sentimentos e espero não
decepcioná-la.
Ao meu ‘’irmão’’ cearense, Marcelo Ferraro Bezerra, o qual dividimos
dificuldades e conquistas ao longo desses dois anos de mestrado. Sim, Ferraro,
como tu disseste, alcançamos os nossos objetivos, mas principalmente construímos
7
uma amizade verdadeira, que com certeza nem o tempo ou a distância irão extingui-
la.
Aos meus amigos e colegas Cirurgões - Dentistas, formadores e integrantes da
mais importante Associação de Odontologia de todos os planetas – COI -, temos os
ilustríssimos: Fábio Leivas Braga (Bragolino), Leandro Prietto (Poeta), Luis André
Mezzomo (Jogador), eu, também conhecido como Lalo, Paulo Rogério Pinto
(Paulinho), Rafael Farias Mérola (Negão), o presidente do COI, não me perguntem
porquê – Ricardo Damo Meneguzzi (Maestro), Tiago Franco Alice (um cara franco
e alice) Vinícius Nery Viegas (Kaled) e Vladimir Dourado Poli (Vladi). Agora sim
para a história....
Aos amigos construídos ao longo da vida, seriam muitos para citar e se
esquecesse algum poderia não gostar, mas quem é, o sabe! Mas gostaria de fazer
uma homenagem a um grande amigo que faleceu de maneira estúpida esse ano e
que muito contribuiu para o que sou hoje, me mostrando o surfe e me ensinando a
amar e respeitar o mar, Marcel Izzler (Boneco). Esteja em paz meu velho!
8
_______________________AGRADECIMENTOS
9
AGRADECIMENTOS
Ao longo do desenvolvimento desse trabalho e diariamente em nossa vida
profissional, percebemos que por melhor que alguém seja individualmente, nada é
possível ser realizado sozinho. Assim, são muitas as pessoas que eu teria que
agradecer por de alguma forma ter contribuído para essa conquista que se
consolida. A lista de pessoas seria maior que a dissertação... E também de nem
todas sei o nome ou as vi mais de uma vez, algumas contribuíram com um singelo
sorriso em algum momento de estresse, e o quanto isso ajuda! Mas enfim,
procurarei citar algumas fundamentais.
A todos os pacientes que até hoje me confiaram seus desejos e necessidades.
Ao meu amigo, professor e orientador desde os tempos da graduação, Dr.
Rogério Miranda Pagnoncelli. Agradeço as oportunidades e por toda a confiança
depositada ao longo desses anos e no decorrer desse trabalho, sinceramente! Com
sua idoneidade e sapiência é meu exemplo a seguir.
A Dra. Marília Gerhardt de Oliveira, obrigado pelo apoio e estímulo para que
eu seguisse meus sonhos e hoje possa estar aqui, com certeza serás sempre
lembrada e importante em minha vida. Podes contar comigo.
Aos colegas e amigos formados durante o curso: Marconi Maciel, Karis
Guimarães, Danilo Ibrahim, Guilherme Fristcher, Letícia Post e Carla Costa.
Espero que nossa amizade tenha apenas começado.
Dentre os colegas faz-se necessário e justo o agradecimento ao Marconi, tem
um jeitão turrão, mas é um verdadeiro amigo e a Karis, colega que ao longo do
curso, apesar de pensarmos e encararmos algumas coisas de maneira distinta,
aprendi a tê-la como amiga e a respeitá-la como profissional.
10
A Dra. Mara Regina Rizzatti, profissional da mais alta competência e
Coordenadora do Grupo de Física das Radiações (GFR) do TECNOPUCRS.
Obrigado por ter me recebido em seu Grupo, proporcionado instalações e designado
pessoas gabaritadas para me auxiliar nessa pesquisa. Agradeço a imensa
contribuição que deste à realização desse trabalho. Meu muito obrigado, e sei que
ainda devo estar devendo pelo menos um caminhão de chocolates... Obrigado!!!
A Fabiane Lorenzini, técnica do GFR, responsável direta pela realização da
parte experimental e de ajustes matemáticos dessa pesquisa. Fabi, tu também és
autora desse trabalho, assim meu verdadeiro e sincero muito obrigado!
Também agradeço a todos os integrantes do GFR pela contribuição indireta a
realização desse trabalho. Sei que trabalham em equipe no GFR e nos momentos
que a Fabiane me auxiliava, era necessário trabalhar dobrado para dar conta de
todos os compromissos do Grupo. Muito obrigado ao João, André e Maria Cecília.
E a secretária do GFR, Rejane por sempre ter me recebido com muita gentileza.
À Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, na pessoa de seu
Magnífico Reitor, Prof. Dr. Joaquim Clotet. Tenho orgulho de ser graduado e Pós-
graduado nessa Universidade.
À Faculdade de Odontologia da Pontifícia Universidade Católica do
Rio Grande do Sul, na pessoa do seu diretor, Prof. Túlio Mazzini de
Carvalho. São 7 anos de casa e nesse período aprendi a admirar e me
orgulhar dessa humana e eficiente escola de Odontologia.
À Professora e Coordenadora do Programa de Pós-Graduação em
Odontologia da Faculdade de Odontologia da PUCRS, Dra. Nilza Pereira da
Costa, pelo apoio, aprendizado e incentivo durante todo o curso.
Aos professores do Curso de Pós-Graduação em Cirurgia e
Traumatologia Bucomaxilofacial da PUCRS: Dr. Cláiton Heitz, Dr. Rogério
Belle de Oliveira, Dr. Rogério Miranda Pagnoncelli, Dr. Manoel Sant’Ana
Filho, Dr. Rubem Weismann, Dr. Gilson Correia Beltrão, Dra. Daniela
11
Nascimento Silva, Dra. Marília Gerhardt de Oliveira, Dra. Karen
Cherubini, Dra. Liliane Yurgel, Dra. Nilza Pereira da Costa, Dra. Elaine
Bauer Veeck e Dra. Wanyce Robinson. Pelos exemplos e disposição em
transmitir ensinamentos. Aprendi muito ao longo desses dois anos, a todos
meu muito obrigado!
À CAPES pela concessão da bolsa de estudo.
Ao departamento de Materiais Dentários por toda ajuda e disposição no
auxílio ao fatiamento das amostras, em especial à Dra. Ana Maria Spohr.
Aos professores Dr. Hugo Oshima e Dr. Claiton Heitz, pela contribuição
dada ao texto final dessa dissertação.
Ao Dr. João Feliz de Moraes pela contribuição prestada à análise
estatística dos dados desse trabalho.
Aos contemporâneos do curso: Hedelson Odenir, Leonilson Gaião, Otacílio
Chagas, André Takahashi, Daniel Gaziri, Paulo Kreissner, Carlos Martins,
Ângelo, Giuliano, André Goldin, Gleisse, Simone, Gisela Grandi e Gustavo
“Catarina’’.
Aos funcionários Luísa e Carla pela paciência e constante ajuda nos
ambulatórios de CTBMF da Faculdade de Odontologia da PUCRS.
Aos funcionários e professores do Serviço de Radiologia da Faculdade de
Odontologia PUCRS, por sempre ter nos recebido e ajudado sem hesitar ao longo
desses dois anos.
Aos funcionários da secretaria de Pós-graduação da Faculdade de Odontologia
da PUCRS, Ana, Carlos, Davenir e Marcos, pela disposição em sempre ajudar.
12
Olha teu filho meu Pai
Ajuda o filho meu Pai
Quando eu cair no chão, segura a minha mão me ajuda a levantar para lutar
Se o medo da loucura nessa estrada escura me afastar da luz que me conduz
Se eu me sentir sozinho ou sair do caminho e dor vier de noite me assustar
Se eu perder coragem para seguir viagem, a fé que me faltar eu vou buscar em você
Meu Pai
Olha teu filho
É meu Pai
Raul Seixas e Cláudio Roberto
13
_ RESUMO
14
RESUMO
Lasers em baixas densidades de potência são empregados na terapêutica do
tecido ósseo e de estruturas adjacentes. Entretanto, seus efeitos biológicos
dependem das propriedades ópticas da interação da radiação com o tecido alvo, as
quais são correlacionadas aos parâmetros físicos do meio e da luz laser. Portanto,
realizou-se um trabalho com objetivo de avaliar a interação dos lasers com o tecido
ósseo humano seco, através da determinação dos coeficientes de atenuação e da
penetração dos lasers de diodo na região visível e do infravermelho próximo do
espectro eletromagnético nesse tecido. Foram confeccionadas três peças ósseas da
região do corpo de mandíbulas humanas secas distintas, com espessura média total
de 0,0744 m. As amostras foram fatiadas em blocos de espessura média de 0,0402
m e irradiadas com laser vermelho (λ 682-685 nm), contínuo, pontual, em contato e
com irradiâncias de 8,679 Wm
-2
, 10,481 Wm
-2
e 14,946 Wm
-2
; o mesmo foi realizado
com o laser infravermelho (λ 826-829 nm) com irradiâncias de 9,854 Wm
-2
, 18,278
Wm
-2
e 28,440 Wm
-2
. Ao longo do experimento os blocos foram sendo
sucessivamente retirados e as amostras irradiadas, tornando possível a irradiação
sob diferentes espessuras de tecido. Os dados foram obtidos por
espectrorradiometria direta e analisados no programa Origin 7.0
®
através de
equações de ajuste a esse modelo experimental. Os resultados obtidos
demonstraram as seguintes tendências: a transmissão dos lasers vermelho e
infravermelho possuem relação inversamente proporcional à espessura do tecido
irradiado; o coeficiente de atenuação do tecido ósseo aos lasers é inversamente
proporcional à irradiância incidente; a penetração dos lasers possuem relação
inversamente proporcional à irradiância e não altera-se significativamente em função
da irradiância e sim em função do comprimento de onda; o laser na região do
infravermelho possui um menor coeficiente de atenuação e uma maior penetração
em relação ao vermelho. Pode-se concluir que os valores do coeficiente de
atenuação e a penetração dos lasers na região do vermelho de λ 682 - 685 nm e do
infravermelho de λ 826 - 829 nm do espectro eletromagnético na região de corpo de
mandíbula humana seca, são principalmente determinados pelas características
ópticas e morfológicas do tecido, não sendo possível a determinação de um padrão
único de interação laser/tecido, e sim tendências.
15
Descritores
1
: Tecido ósseo; mandíbula; lasers; terapia a laser de baixa intensidade;
radiometria; espectroscopia.
1
Descritores em Ciências da Saúde (DeCS); disponível em http://decs.bvs.br/
16
______________________________ABSTRACT
17
ABSTRACT
Low level laser therapy is used in the therapeutic of the bone tissue and
adjacent structures. However, its biological effects depend on the optic properties of
the interaction of the radiation with the target tissue, which are correlated to the
physical parameters of the biological object and the parameters of the laser light.
Therefore, the aim of this work was evaluate the interaction of lasers with the human
dry bone, through the determination of the coefficients of attenuation and the
penetration of diode lasers in the red visible region and in the infra-red laser light in
this tissue. Three bone blocks of the region of the body of different human dry
mandibles was cut, with total average thickness of 0,0744 m. The samples had been
sliced block-type of average thickness of 0,0402 m and irradiated with red visible
laser ( 682-685 nm), continuous, in contact and with irradiance of 8,679 Wm
-2
, 10.481
Wm
-2
and 14,946 Wm
-2
; the same was done with infra-red laser light (826-829 nm)
with irradiance of 9,854 Wm
-2
, 18,278 Wm
-2
and 28,440 Wm
-2
. Throughout the
experiment the blocks had been being successively removed and the samples
irradiated, becoming possible the irradiation under different thicknesses of tissue.
The data had been measured by direct spectrorradiometric and analyzed in the
program Origin 7.0
®
through equations of adjustment to this experimental model. The
measured results had demonstrated the following trends: The transmission of lasers
in the region of the visible red and the infra-red is proportional to the inverse of the
thickness of the tissue irradiated; the coefficient of attenuation of the bone tissues is
proportional to the irradiance; the penetration of lasers visible red and infra-red is
proportional to the inverse of irradiance and don’t change significantly whit irradiance,
but change with wavelength; the laser in the region of the infra-red had a lower
coefficient of attenuation and a higher penetration in relation to the visible red. It can
be concluded that the values of the attenuation coefficient and the penetration of
lasers in the region of wavelength in visible red (682 - 685 nm) and of the infra-red
(826 - 829 nm) in the region of mandible body dry human being, mainly are
determined by the optic and morphologic characteristics of the tissue, not being
possible the determination of an only standard kind laser/tissue interaction, and yes
trends.
18
keywords
2
: Bone and Bones; Human Mandible; Lasers; Low-Level; Attenuation,
Transmittance; Transmission; Penetration; Irradiance; Spectrorradiometer.
2
Mesh: Medical Subject Headings; disponível em: www.nlm.nih.gov/mesh
19
LISTA DE FIGURAS, QUADROS, TABELAS E GRÁFICOS
20
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Mandíbula da qual foi confeccionada a amostra 1................................58
Figura 2 - Mandíbula da qual foi confeccionada a amostra 2................................58
Figura 3 - Mandíbula da qual foi confeccionada a amostra 3................................59
Figura 4 - Delimitação da região da mandíbula das quais foram confeccionadas
as amostras e suas respectivas dimensões.........................................60
Figura 5 - Aferição do comprimento da amostra (25 mm).....................................60
Figura 6 - Aferição da altura da amostra (20 mm).................................................60
Figura 7- Bloco ósseo da amostra 1 .....................................................................61
Figura 8 - Bloco ósseo da amostra 2 .....................................................................61
Figura 9 - Bloco ósseo da amostra 3 ......................................................................61
Figura 10 - Base acrílica de suporte das amostras.................................................62
Figura 11 - Máquina de corte Labcu1010................................................................63
Figura 12 - Peça seccionada em posição...............................................................63
Figura 13- Peça após secção.................................................................................63
21
Figura 14 - Sala do LIR do GFR destinada às irradiações, e a distribuição dos
equipamentos utilizados no experimento: computador, fonte laser e
espectrorradiômetro, respectivamente.................................................64
Figura 15 - Ponteira do aparelho em ângulo de 90° com o leitor do
espectrorradiômetro..............................................................................67
Figura 16 - Ponteira do laser em contato com a amostra.......................................67
Figura 17 - Ponteira do laser dirigido ao centro do leitor do espectrorradiômetro..67
Figura 18 - Ponteira do laser eqüidistante 10 mm das bordas da amostra............67
Figura 19 - Espectrorradiômetro Espectrocube IL 2000..........................................68
Figura 20 - Fatias das peças após irradiações, observando-se de cima para baixo,
temos as fatias das peças 1, 2 e 3, respectivamente...........................75
22
LISTA DE TABELAS, QUADROS E GRÁFICOS
Quadro 1 - Protocolo de irradiação do laser vermelho de λ 682-685 nm................65
Quadro 2 - Protocolo de irradiação do laser infravermelho de λ 826-829 nm.........65
Quadro 3 - Potência de saída e respectivas irradiâncias do laser vermelho de λ
682-685 nm...........................................................................................66
Quadro 4 - Potência de saída e respectivas irradiâncias do laser infravermelho de
λ 826-829 nm........................................................................................66
Quadro 5 - Número de fatias e espessura das fatias e total das amostras............69
Gráfico 1 - Transmitância da amostra 1 em relação à espessura do tecido quando
irradiado com laser vermelho de 12 mW..............................................74
Gráfico 2 - Transmitância da amostra 2 em relação à espessura do tecido quando
irradiado com laser vermelho de 12 mW..............................................74
Gráfico 3 - Transmitância da amostra 3 em relação à espessura do tecido quando
irradiado com laser vermelho de 12 mW..............................................75
Quadro 6 - Fator de correlação das amostras ao laser vermelho...........................75
Tabela 1 - Coeficientes de atenuação das amostras em relação à irradiância (I
0
)
para o laser vermelho de λ 682-685 nm...............................................76
Tabela 2 - Coeficiente de atenuação (µ) médio para cada amostra e µ das
amostras ao laser vermelho de λ 682-685 nm......................................77
23
Tabela 3 - Penetração da radiação do laser vermelho de λ 682-685 nm..............78
Gráfico 4 - Transmitância da amostra 1 em relação à espessura do tecido quando
irradiado com laser infravermelho de 25 mW.......................................79
Gráfico 5 - Transmitância da amostra 2 em relação à espessura do tecido quando
irradiado com laser infravermelho de 25 mW.......................................79
Gráfico 6 - Transmitância da amostra 3 em relação à espessura do tecido quando
irradiado com laser infravermelho de 25 mW.......................................80
Quadro 7 - Fator de correlação das amostras ao laser infravermelho....................80
Tabela 4 - Coeficientes de atenuação das amostras em relação à irradiância (I
0
)
para o laser infravermelho de λ 826-829 nm........................................81
Tabela 5 - Coeficiente de atenuação (µ) médio para cada amostra e µ das
amostras ao laser infravermelho de λ 826-829 nm...............................82
Tabela 6 - Penetração da radiação do laser infravermelho de λ 826-829nm........83
Tabela 7 - Coeficiente de atenuação e penetração da amostra 1 aos lasers
vermelho e
infravermelho........................................................................................84
Tabela 8 - Coeficiente de atenuação e penetração da amostra 2 aos lasers
vermelho e
infravermelho........................................................................................84
Tabela 9 - Coeficiente de atenuação e penetração da amostra 3 aos lasers
vermelho e
infravermelho........................................................................................85
24
LISTA DE SIGLAS, ABREVIATURAS, SÍMBOLOS E
SIGNIFICADOS
25
LISTA DE SIGLAS, ABREVIATURAS e SIGNIFICADOS
A Constante
B Constante
ABNT Associação Brasileira de Normas técnicas
aC Antes de Cristo
AsGaAl Arseneto de gálio e alumínio
CCD Charge coupled device (Dispositivo de carga acoplado)
CEP Comitê de Ética em Pesquisa
Er: YAG Érbio – ítrio – alumínio – granada
et. al abreviatura de et allii (E outros)
GFR Grupo de Física das Radiações
EUA Estados Unidos da América
HeNe Hélio Neônio
Ho:YAG Hólmio – ítrio - alumínio - granada
HSL Hospital São Lucas
InGaAIP Fosfeto de Índio, Gálio e Alumínio
LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Luz
Amplificada por Emissão Estimulada de Radiação)
LED Light-emitting diodo (Diodo emissor de luz)
LIR Laboratório de Irradiância e Radiometria
MASER Microwave Amplification by Stimulated Emission of
Radiation(Microondas Amplificado por Emissão Estimulada
de Radiação)
PUCRS Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
TECNOPUC Centro de Ciência e Tecnologia da Pontifícia Universidade
Católica do Rio Grande do Sul
26
Y0 Constante
27
LISTA DE SÍMBOLOS e SIGNIFICADOS
cm Centímetro
cm
2
Centímetro quadrado
g Grama
Hz Hertz
I
0
Radiação incidente
It Radiação incidente transmitida
J Joule
J/cm
2
Joules por centímetro quadrado
ln logaritmo de número natural
mJ Milijoule
mm Milímetro
mW MiliWatt
mW/cm
2
MiliWatt por centímetro quadrado
nm Nanômetro
p Nível de significância de um teste estatístico
rpm Rotações por minuto
s Segundo
X Espessura do tecido
T Transmitância
W Watt
W/cm
2
Watt por centímetro quadrado
Wm
-2
Watt por metro quadrado
λ Comprimento de onda (Lambda)
28
µ Coeficiente de atenuação
β Beta
® Marca Registrada
% Por cento
ºC Graus Celsius
> Maior
< Menor
= Igual
29
________________________________SUMÁRIO
30
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO........................................................................................................33
2 REVISÃO DE LITERATURA..................................................................................37
2.1 TECIDO ÓSSEO..............................................................................................37
2.1.1 Mandíbula..................................................................................................40
2.2 LASER..............................................................................................................41
2.2.1 Interação lasers e tecidos..........................................................................44
3 METODOLOGIA.....................................................................................................55
3.1 RESPALDO ÉTICO DA PESQUISA.................................................................55
3.2 DELINEAMENTO DA PESQUISA....................................................................55
3.3 PARADIGMA....................................................................................................55
3.4 VARIÁVEIS.......................................................................................................56
3.4.1 Variáveis dependentes..............................................................................56
3.4.2 Variáveis independentes...........................................................................56
3.5 PROBLEMAS...................................................................................................56
3.6 HIPÓTESE.......................................................................................................57
3.7 CONFIGURAÇÃO DA AMOSTRA...................................................................57
3.8 PREPARO DAS AMOSTRAS..........................................................................59
3.9 OBTENÇÃO DOS RESULTADOS...................................................................64
3.9.1 Irradiação das peças.................................................................................65
3.9.2 Aquisição dos dados.................................................................................68
3.9.3 Mensuração da espessura das amostras..................................................69
3.10 ANÁLISE DOS RESULTADOS......................................................................69
3.10.1 Análise dos dados...................................................................................69
3.10.2 Análise estatística....................................................................................71
4 RESULTADOS........................................................................................................73
4.1 COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO DO LASER VERMELHO (λ 682-685nm)...73
4.1.1 Para cada irradiância.................................................................................76
31
4.1.2 Para cada amostra....................................................................................77
4.2 PENETRAÇÃO DO LASER VERMELHO (λ 682-685nm)................................77
4.3 COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO DO LASER INFRAVERMELHO (λ 826 -
829nm).............................................................................................................79
4.3.1 Para cada Irradiância................................................................................81
4.3.2 Para cada amostra....................................................................................82
4.4 PENETRAÇÃO DO LASER INFRAVERMELHO (λ 826-829nm).....................82
4.5 COMPARAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO E DA PENETRAÇÃO
DO LASER VERMELHO E INFRAVERMELHO............................................84
5 DISCUSSÃO...........................................................................................................87
6 CONCLUSÕES.....................................................................................................103
REFERÊNCIAS........................................................................................................106
ANEXO A.................................................................................................................115
ANEXO B.................................................................................................................116
ANEXO C.................................................................................................................117
ANEXO D.................................................................................................................118
32
_____________________________INTRODUÇÃO
33
1 INTRODUÇÃO
Em 1917 foi proposta por Albert Einstein a teoria que proporcionou as bases ao
desenvolvimento dos lasers. Porém, se passaram mais de quatro décadas até ser
desenvolvido o primeiro emissor de laser por Theodore Maimam, em 1960. Essa
tecnologia foi empregada pela primeira vez na Odontologia quatro anos mais tarde,
tendo como paciente um cirurgião-dentista, o qual teve seu dente irradiado pelo seu
irmão e médico, Leon Goldman.
Desde então, foram desenvolvidos diferentes tipos de lasers, sendo utilizados
para os mais diversos fins, não se restringindo às áreas da saúde, mas também
empregados nos campos industriais, bélicos e tecnológicos. Passados muitos anos
do empirismo que marcou as primeiras experiências com os lasers na área médica,
essa tecnologia vem sendo amplamente estudada e utilizada na Odontologia e
demais áreas do conhecimento.
As Ciências da Saúde dispõem basicamente de dois grupos de lasers, o grupo
dos lasers cirúrgicos ou de alta potência, os quais podem emitir pulsos superiores a
100 watts de potência, e gerar grandes variações no gradiente de temperatura
tecidual, tendo como manifestação clinica desse efeito fototérmico, a fotoablação,
que se caracteriza pela remoção dos tecidos irradiados por coagulação, evaporação
e carbonização. Esse grupo, em geral, é utilizado como uma ferramenta cirúrgica,
viabilizando diversos procedimentos cirúrgicos de tecidos duros e moles.
O outro grupo é composto pelos lasers não-cirúrgicos ou de baixa densidade
de potência, que trabalham na faixa dos miliwatts. Esses lasers não geram nos
tecidos irradiados mudanças de temperatura suficientes para causar efeitos
fototérmicos, não prestando-se a realização de procedimentos cirúrgicos. A terapia
com laser passou a ter visibilidade junto à comunidade científica, a partir dos
trabalhos realizados de forma isolada por dois pesquisadores no fim da década de
60, Dr. Endre Mester na Hungria e Dr. Friedrich Plog, no Canadá. Esses
pesquisadores demonstraram que lasers trabalhando em baixas densidades de
34
potência poderiam ser úteis à terapêutica, lançando, assim as bases da hoje
mundialmente conhecida laserterapia. Essa modalidade de tratamento caracteriza-
se pela interação da radiação com os tecidos sem causar-lhes danos térmicos. A
energia empregada para a laserterapia atua mediando processos fotoquímicos e
fotoelétricos dos meios intracelulares e extracelulares, tendo como principais efeitos
a biomodulação, a analgesia e controle de reações inflamatórias. Os lasers de baixa
potência também vêm sendo utilizados como um instrumento para fins de
diagnóstico a partir de suas características de interação tecidual.
O tecido ósseo e o fígado são os únicos órgãos do corpo humano capazes de
sofrer regenerações espontâneas, com recuperação da estrutura perdida
(FONSECA et al. 1997). Assim, o emprego dos lasers de diodo em baixas
densidades de potência na terapêutica do tecido ósseo e estruturas adjacentes visa
dinamizar processos celulares de reparo ósseo e nervoso. Diversas áreas da
Odontologia vêm estudando os possíveis efeitos da terapia com lasers. A
implantodontia vislumbra na laserterapia a possibilidade de um menor tempo de
osseointegração (PRETTO et al. 2004; KKADRA et al. 2004b); a Ortodontia busca
conforto da sensibilidade dolorosa e aceleração da mecânica ortodôntica
(KAWASAKI; SHIMIZU, 2000; ABREU et al. 2005); a Cirurgia Bucomaxilofacial
espera uma cicatrização mais rápida de feridas ósseas (WEBER et al., 2006;
PINHEIRO et al., 2006) e acelerar o retorno à função normal de áreas com déficits
neurossensoriais (MILORO et al., 2000; DESMET et al., 2006).
O laser ao atingir um tecido, pode interagir de quatro formas: ser refletido por
esse tecido, sendo esse índice de reflexão ou reflectância tecidual frequentemente
utilizado para fins de caracterização tecidual; ser absorvido, acarretando efeito
terapêutico; ser espalhado, podendo ou não, em algum momento ser absorvido e
então, a partir desse momento, gerar algum efeito, característica, por vezes, até
desejada pelo operador que pode assim alcançar uma área de ação do laser maior
do que a da ponteira do aparelho; ou finalmente ser transmitido pelo tecido, sem que
isto gere qualquer modificação permanente no tecido irradiado (CASTRO, 1992;
CLAYMAN e KUO, 1997; BAGRATASHVILI, et al.,2001; PINHEIRO et al., 2001;
ANAND, et al., 2003; KUMAR; SRINIVASAN; SINGH, 2004).
35
Para se determinar a interação entre a radiação luminosa e os tecidos
biológicos quantitativamente, os parâmetros físicos do tecido devem ser
correlacionados aos parâmetros da luz laser. O grau e a extensão dos efeitos
biológicos do laser dependem das propriedades do tecido, que são determinadas
pelo conteúdo de água, circulação sanguínea e pigmentação, e também são
determinantes os parâmetros de irradiação, como a densidade de potência, fluência
e comprimento de onda utilizados (CASTRO, 1992; AKIRA, et al., 1997; CLAYMAN e
KUO, 1997; ANAND, et al., 2003; KUMAR; SRINIVASAN; SINGH, 2004; KNAPPE;
FRANK; ROHDE, 2004; DESMET et al., 2006).
Na literatura trabalhos de avaliação das propriedades ópticas de interação da
radiação de lasers em baixas densidades de potência com o tecido ósseo são
escassos. Entretanto, o conhecimento das características de interação lasers/tecidos
faz-se imprescindível no momento da seleção do comprimento de onda e dos
parâmetros de irradiação necessários para se atingir resultados ótimos com o
emprego dessa tecnologia na terapêutica ou em procedimentos cirúrgicos. Portanto,
por meio de espectrorradiometria direta e análise dos dados no programa Origin
7.0
®3
através das equações de ajuste linear [Y = ln(I
t
/I
0
) = -µx + constante ], e
exponencial [Y = ln (I
t
/I
0
) = A. exp (- µ.x) + Y
0
], são objetivos desse trabalho:
- Determinar os coeficientes de atenuação da região de corpo da mandíbula
humana seca aos lasers em baixa irradiância em comprimentos de onda na região
do vermelho de 682 – 685 nm e do infravermelho de 826 – 829 nm do espectro
eletromagnético, quando irradiados sob diferentes irradiâncias;
- Determinar a penetração dos lasers com comprimentos de onda de 826 - 829
nm e de 682 – 685 mn em região de corpo da mandíbula humana seca, quando
irradiados sob diferentes irradiâncias;
- Avaliar as possíveis variações nos dados obtidos da interação laser/tecido
ósseo entre as distintas irradiâncias e comprimentos de onda utilizados nesse
estudo.
3
Origin 7.0
®
, Windows, São Paulo, Brasil
36
__________________
REVISÃO DE LITERATURA
37
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 TECIDO ÓSSEO
O tecido ósseo é um dos mais resistentes e rígidos do corpo humano.
Constituinte principal do esqueleto, serve de suporte para as partes moles e
proteção de órgãos vitais. Aloja e protege a medula óssea, formadora das células do
sangue. Proporciona apoio aos músculos esqueléticos, transformando suas
contrações em movimentos úteis, e constitui um sistema de alavancas que amplia as
forças geradas na contração muscular. Além dessas funções, os ossos funcionam
como depósitos de cálcio, fosfato e outros íons, armazenando-os ou liberando-os de
maneira controlada (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 1999).
O tecido ósseo é um tipo especializado de tecido conjuntivo formado por
células e material intercelular calcificado, a matriz óssea. As células são: os
osteócitos, que se situam em lacunas no interior da matriz; os osteoblastos,
produtores da parte orgânica da matriz; os osteoclastos, células gigantes, móveis e
multinucleadas, que reabsorvem o tecido ósseo. Todos os ossos são revestidos em
suas superfícies externas e internas por membranas conjuntivas que possuem
células osteogênicas, o periósteo e o endósteo, respectivamente (JUNQUEIRA e
CARNEIRO, 1999).
O periósteo é formado por tecido conjuntivo denso, muito fibroso em sua parte
externa e mais rico em células e vasos sanguíneos na porção interna, junto ao tecido
ósseo. As células do periósteo têm morfologia semelhante à dos fibroblastos,
transformando-se facilmente em osteoblastos. O endósteo é geralmente constituído
por uma camada de células osteogênicas revestindo as cavidades de osso
esponjoso, o canal medular, os canais de Havers e os de Volkmann (JUNQUEIRA e
CARNEIRO, 1999).
38
A matriz óssea é constituída de 10-15% de água, 25-30% de colágeno e,
aproximadamente, 60% de conteúdo inorgânico. A porção inorgânica do tecido
ósseo consiste principalmente de hidroxiapatita, a qual possui a seguinte
composição: [Ca10(PO4)6(OH)2]. Os íons mais encontrados são o fosfato e o cálcio,
há também pequenas quantidades de bicarbonato, magnésio, potássio, sódio e
citrato. Os cristais de hidroxiapatita têm forma de agulhas ou tabletes alongados,
medindo entre 25-75 de diâmetro e aproximadamente 200nm de comprimento,
agregados em grupos com dimensões de poucos micrômetros e orientados ao longo
das fibrilas colágenas, envolvidos por substância fundamental amorfa. Essas
características dimensionais dos cristais de hidroxiapatita geram uma proporção
grande de superfície em relação ao volume. Os íons da superfície do cristal da
hidroxiapatita são hidratados, existindo, portanto, uma camada de água e íons em
volta do cristal, chamada de capa de hidratação (FONSECA et al. 1997; PREIN et al.
1998; JUNQUEIRA e CARNEIRO, 1999; BAGRATASHVILI et al., 2001).
A parte orgânica da matriz é constituída por colágeno do tipo 1 (95%) e o
restante por proteínas não colágenas, sendo aproximadamente 23% osteoconectina,
15% osteocalcina, 9% sialoproteínas, 9% fosfoproteínas, 5% glicoproteínas, 3%
albumina, outras proteínas em menor quantidade e água. Esse tipo de colágeno
consiste de duas cadeias α 1 e uma cadeia α 3, formando uma tríplice hélice. O
diâmetro das fibrilas colágenas é de 10-300nm e a fibrila como um todo, possui
poucos micrometros. O colágeno tipo 1 é similar ao achado na pele e tendões. A
destruição da parte orgânica do osso, o deixa com sua forma intacta, porém
extremamente quebradiço (FONSECA et al., 1997; PREIN et al., 1998; JUNQUEIRA
e CARNEIRO, 1999; SPENCER et al., 1999; BAGRATASHVILI et al., 2001).
O tecido ósseo ao olho desarmado, macroscopicamente, é formado por partes
sem cavidades visíveis, o osso compacto, e por partes com muitas cavidades
intercomunicantes, o osso esponjoso. Porém, essa é uma classificação
macroscópica, pois ambos possuem a mesma estrutura histológica básica. O
sistema trabecular do osso esponjoso varia em volume, densidade e arranjo,
conforme o local, carga funcional e idade do indivíduo. Histologicamente há dois
tipos de tecido ósseo: o imaturo e o maduro ou lamelar. Os dois tipos possuem as
mesmas células e constituintes da matriz, porém no imaturo, as fibras colágenas se
39
dispõe irregularmente e possui uma menor quantidade de minerais (maior
permeabilidade aos raios X), já no maduro essas fibras se organizam em lamelas de
3 a 7 µm de espessura, que ficam paralelas umas às outras, ou se dispõe em
camadas concêntricas em torno de canais com vasos, formando os sistemas de
Havers. Cada sistema de Havers é constituído por um cilindro longo, paralelo à
diáfise e formado por cerca de 20 lamelas ósseas concêntricas. Os canais de Havers
comunicam-se entre si, com a cavidade medular e com a superfície externa do osso,
por meio dos canais transversais ou oblíquos, os canais de Volkmann. Em adultos a
maior porção dos ossos corticais e esponjosos são constituídos de tecido ósseo
lamelar, a exceção de áreas próximas às suturas ósseas do crânio, alvéolos
dentários e em alguns pontos de inserção de tendões (JUNQUEIRA e CARNEIRO,
1999).
O suporte vascular aos ossos da região crânio-facial é vasto, tendo muitos
canais colaterais em diversas localizações. Dentro do tecido ósseo a nutrição se dá
pelos sistemas de Havers que são conectados pelos canais de Volkmann. Cada
sistema geralmente contém um vaso do tipo capilar (PREIN et al., 1998).
Para Oliveira (2002) a medula óssea é encontrada no tecido esponjoso e no
canal medular dos ossos longos. Forma e destrói tecido ósseo, forma elementos do
sangue e armazena gordura. Sua coloração pode ser variável:
- vermelha: vascularizada – gênese dos elementos figurados do sangue;
- amarela: com células adiposas;
- gelatinosa: pouco vascularizada, ossos velhos.
Em relação à cor do tecido ósseo, encontramos uma variação: no feto é
avermelhado quando fresco ou parda quando seco; na criança é opalina; no adulto é
branca; e no velho amarelada. Quanto a consistência óssea, no feto é flexível e
mole; na criança é dura, mas flexível; no adulto é rígida podendo ser elástica; no
velho é rígida e quebradiça (GERHARDT DE OLIVEIRA, 2002).
Para PREIN et al., (1998) a composição estrutural do tecido ósseo é
comparável a estruturas designadas a aplicações técnicas, como concreto reforçado
com aço ou fibras de vidro. O osso compacto é um material altamente anisotrópico,
40
e suas propriedades mecânicas se diferem ao longo de diferentes eixos. A
orientação interna dos componentes acredita-se estar relacionada à carga funcional
da região correspondente.
2.1.1 Mandíbula
A mandíbula é um osso ímpar e móvel, situado nas partes inferior e posterior
da face; aloja os dentes inferiores e com o osso hióide forma o esqueleto do
assoalho da boca. É derivada do esqueleto visceral (primeiro arco branquial), sua
ossificação se realiza ao lado da cartilagem de Meckel, que desaparece. É composta
por duas camadas de osso compacto: uma lateral e outra medial, entre as quais se
intercala uma abundante substância esponjosa onde se identifica o canal da
mandíbula. A quantidade de tecido esponjoso é variável, segundo a região que
considere de tal maneira é escasso no processo coronóide e abundante na cabeça
da mandíbula, que é coberta por uma delgada lâmina de tecido compacto. A
mandíbula possui um corpo, dois ramos e os processos alveolar, geniano, coronóide
e articular. Tem a forma que lembra a de um osso tubular, com o corpo retangular,
mais alto que largo, e uma face cortical interna e outra externa. A cortical externa é
mais grossa na altura da protuberância mentual e da região de terceiros molares. O
corpo da mandíbula suporta os dentes e os alvéolos, os quais possuem uma cortical
externa densa e tábuas internas de osso esponjoso (FONSECA et al. 1997;
GERHARDT DE OLIVEIRA, 1998; PREIN et al. 1998; FIGÚN e GARINO, 2003).
O canal da mandíbula nasce no forame mandibular, situado na face medial do
ramo, e atravessa o corpo do osso, até a região de dentes pré-molares, onde ocorre
uma bifurcação: que termina no forame mental e outra se ramifica na região anterior,
com difícil identificação anatômica. Uma delgada lâmina de tecido ósseo compacto é
o limite periférico do canal, cuja parede superior é perfurada por inúmeros forames
destinados aos vasos e nervos para os dentes posteriores. Em cortes horizontais, o
canal da mandíbula margeia a tábua lingual da mandíbula até a face mesial do
primeiro molar; em cortes paralelos ao eixo maior do corpo da mandíbula, o canal
41
segue uma concavidade antero-superior, tendo como ponto mais baixo da curva na
região entre o primeiro e o segundo molar (FIGÚN e GARINO, 2003).
Em cortes frontais, o canal tem secção circular ou oval, com maior eixo vertical,
onde se destaca uma lâmina cortical óssea que demarca seus limites. Há dois tipos
anatômicos de canais, em 60%, é um verdadeiro canal de paredes espessas e de
cor branco-nacarada, no restante, é uma passagem pouco definida no osso
esponjoso, do qual às vezes mal se distingue (FIGÚN e GARINO, 2003).
A mandíbula não é um tecido ósseo estático, mas sim uma unidade dinâmica,
que é influenciada pelas forças da mastigação advindas de dentes ou próteses,
como também pelas forças dos músculos associados aos movimentos mandibulares
durante a mastigação. O estresse e a tensão na mandíbula por essas várias forças
resultam em uma orientação dos sistemas de harvers que fazem a mandíbula ser
única em relação a qualquer outro osso no corpo. A combinação de vários músculos
e cargas de forças externas sobre a mandíbula são únicas, comparadas a ossos
longos, e o claro entendimento da estrutura óssea da mandíbula é importante para o
designe e tratamento com implantes, técnicas de reconstrução e tratamento de
fraturas da mandíbula, disfunções têmporo-mandibular e várias condições dento-
alveolares. Isso é devido ao fato que, diferente de outros ossos longos do corpo, a
orientação da rigidez da mandíbula é perpendicular à direção da carga durante a
função (NOMURA, et al., 2003).
2.2 LASER
A palavra laser é formada pelas iniciais de “Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation”, isto é: Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de
Radiação (MAILLET, 1987).
A emissão estimulada foi descrita pela primeira vez por Albert Einstein em
1917, de forma teórica. A primeira possibilidade de aplicação desse fenômeno à
amplificação de ondas ultracurtas (maser) foi definida por C.H. Townes em 1951, e
42
recebeu confirmação experimental em 1954. A primeira publicação em matéria de
lasers é o artigo de A.L.Schawlow e C.H. Townes, em 1958, que obteve
repercussão mundial nos meios científicos. O primeiro laser foi realizado por T.H.
Maiman, nos Estados Unidos, e entrou em funcionamento em julho de 1960, o qual
emitia breves pulsos de uma luz vermelha brilhante, proveniente de uma barra de
rubi, excitada por um forte fleche de lâmpada similar àquelas utilizadas para
fotografias (CAMPBELL e MIMS, 1972; MAILLET, 1987).
Logo após a demonstração do primeiro laser, muitos outros foram
desenvolvidos. A maioria deles utilizavam rubi ou outro cristal fluorescente, mas a
maior façanha ocorreu um ano depois na Bell Telephone Laboratories® com o
desenvolvimento por Ali Javan do laser de gás hélio-neônio (He-Ne). Mais em frente,
outro grande passo, foi o desenvolvimento dos lasers de diodo semicondutores em
1962 (CAMPBELL e MIMS, 1972).
As primeiras aplicações dessa energia foram no processamento de materiais,
onde era utilizada para corte, perfuração e soldagens, e também nas áreas médicas.
O pré-requisito para a aplicação médica do laser está de acordo com as
necessidades médicas e as possibilidades técnicas (KNAPPE; FRANK e ROHDE,
2004).
A energia transmitida através do espaço é chamada de radiação
eletromagnética, e pode ser descrita como uma propagação de ondas com
determinadas características energéticas, ou como discretas parcelas de energia
chamada de fótons. A radiação eletromagnética é quantificada em termos da
freqüência, expressa em Hertz (Hz) ou ciclos por segundo ou de comprimento de
onda (λ), expresso em unidades métricas. O nanômetro (nm) define o comprimento
de onda da luz em relação ao metro, um nanômetro é um bilionésimo de metro. A luz
visível em termos de comprimento de onda situa-se aproximadamente entre 400 e
700 nm, entretanto alguns indivíduos possuem a capacidade de ver luz com
comprimentos de onda superiores a 900 nm. O limite do comprimento onda sobre a
emissão de uma fonte de luz é chamado de espectro (CAMPBELL e MIMS, 1972;
CLAYMAN e KUO, 1997).
43
A emissão estimulada possui propriedades notáveis: as radiações induzidas e
indutoras tem a mesma fase (e comprimento de onda), a mesma direção e
polarização. Diz-se que a emissão é coerente (todas as ondas propagam-se no
espaço na mesma fase) espacial e temporal. A originalidade da emissão coerente
relaciona-se com a possibilidade de concentrar em um ângulo sólido uma energia ou
potência notáveis. Essa concentração superficial permite uma ação muito pontual e
energética sobre a matéria; daí as aplicações em soldagem, medicina, fotônica,
estudos de plasma para fusão termonuclear, etc. As características de coerência,
colimação (o feixe de radiação é quase paralelo) e monocromaticidade (todos os
fótons possuem o mesmo comprimento de onda, freqüência e energia), distinguem a
luz laser da luz solar e de lâmpadas comuns, as quais emitem radiação
eletromagnética em diversos comprimentos de onda e direções (CAMPBELL e
MIMS, 1972; MAILLET, 1987; CLAYMAN e KUO, 1997; BRUGNERA e PINHEIRO,
1998; GENOVESE, 2000; KNAPPE; FRANK e ROHDE, 2004).
Campbell e Mims (1972) colocam que a partir do desenvolvimento do primeiro
laser, houve crescente interesse na construção de lasers a partir de semicondutores,
devido ao seu menor custo de confecção. Assim no outono de 1962, foi
desenvolvido o laser de diodo infravermelho com meio ativo de arseneto de gálio
(903 nm) pela Hall of General Electric ®. Pouco tempo depois o primeiro laser de
diodo a emitir no espectro visível, foi fabricado por N. Holonyak, tendo como
substrato o arseneto de gálio e fósforo Ga(AsP), que emite vermelho brilhante em
comprimento de onda próximo de 630 nm (dependendo da concentração de fósforo),
o qual possui baixa potência de saída comparado ao AsGa.
O mecanismo de funcionamento dos lasers de diodo se deve a um chip
semicondutor que funciona como um diodo elétrico, que possui uma camada positiva
(camada “p”) separada de outra negativa (camada “n”), através de uma camada não
condutora. Ao receber uma corrente elétrica nessas camadas “p” e “n”, a camada
neutra servirá de local de troca, ativando os elétrons e liberando energia. E através
da cavidade óptica o diodo emissor de luz, forma a radiação laser, que ao sair dessa
cavidade deve ser novamente focada e colimada (BRUGNERA et al., 2003;
PRETTO, 2004).
44
Através do uso de diferentes meio ativos, os sistemas lasers podem emitir
radiações desde a região do ultravioleta de aproximadamente 200 nm até
ultrapassar o infravermelho com comprimentos de onda superiores a 10.000 nm. Em
regiões de comprimento de onda entre 300 e 2.200 nm, é possível transmitir a luz
laser através de finas, porém, resistentes fibras de vidro de quartzo (diâmetro entre
0.2 - 0.6 mm) baseadas em sucessivas reflexões internas da luz. Isso permite o uso
de técnicas endoscópicas. Os sistemas de laser diferem-se, também, em relação à
duração e a potência da radiação emitida, podendo emitir de forma contínua,
pulsada ou em modo-fechado (KNAPPE; FRANK e ROHDE, 2004). A razão pela
qual a energia é emitida define o modo temporal de operação do laser. Em módulo
contínuo, a potência de pico do laser é igual à potência média de saída e a
irradiância da onda é constante em relação ao tempo (CASTRO, 1992).
Atualmente, existem indicações para o uso dos lasers de diodo na medicina, os
quais possuem vantagens sobre os outros lasers. Estão entre os mais eficientes
conversores de energia elétrica em radiação coerente. Os diodos empregam cristais
semi-condutores como meio-ativo, os quais após excitados, emitem radiação
coerente no espectro visível e infravermelho (lasers de diodo tipicamente emitem
entre 630 e 980 nm), que pode ser facilmente transmitida ao paciente por fibra
óptica. Diodos frequentemente são empregados como instrumentos de terapêutica,
diagnóstico, leitores ópticos, posicionadores em equipamentos médicos, como
tomógrafos, ou aparelhos de ressonância magnética e raios – x (KNAPPE; FRANK e
ROHDE, 2004).
2.2.1 Interação lasers e tecidos
A radiação luminosa ao atingir um tecido pode ser refletida, transmitida,
absorvida ou espalhada. Cada um desses fenômenos pode ocorrer de forma isolada
ou associada a outros. A reflexão ocorre quando a radiação atinge a superfície do
tecido, fazendo com que parte dessa radiação retorne na direção da fonte de
excitação e pode ser causada pela natureza, densidade e cor do tecido. A
45
transmissão ocorre quando o feixe de laser atravessa o tecido causando pouco ou
nenhum efeito. A absorção é o principal parâmetro de interação laser-tecido, pois
dela depende a quantidade de energia entregue ao tecido, para alcançar o efeito
terapêutico. O espalhamento se refere a difusão da energia do feixe no tecido,
sendo máximo quando o tamanho da partícula é da mesma ordem de grandeza do
comprimento de onda da radiação incidente. Grandes diferenças entre o tamanho do
comprimento de onda e o tamanho da partícula reduzem esse efeito. Desde que os
lasers emitem em diferentes cores ou comprimentos de onda, sua interação com os
tecidos são variadas, e dependem basicamente do comprimento de onda da
radiação incidente e das características ópticas do tecido (CASTRO, 1992;
PINHEIRO, 2001).
Para que a luz laser produza algum efeito sobre o corpo humano, é necessário
que ela seja absorvida, ocorrendo uma interação desta radiação com as estruturas
celulares e moleculares do organismo. A luz transmitida ou refletida não gera efeito,
a não ser que seja absorvida em algum momento (CASTRO, 1992; CLAYMAN e
KUO, 1997; BRUGNERA e PINHEIRO, 1998; VIEGAS, 2005).
Quando o laser incide perpendicularmente sobre a superfície de tecidos moles,
a interação luz-tecido leva a uma reflectância difusa e transmitância da radiação. Em
contraste, em regiões anatômicas ou órgãos espessos como o braço humano, uma
fração da radiação incidente, emerge espalhada e o restante é absorvido, após
inúmeras interações com o meio. O componente espalhado consiste da contribuição
das várias camadas teciduais anisotrópicas e depende da cor do tecido, composição
e fluxo sanguíneo. A absorção e o espalhamento dos fótons no interior dos tecidos
biológicos são caracterizados pelos respectivos coeficientes de absorção e
espalhamento, representando a atenuação da luz incidente. A atenuação que a
radiação sofre ao percorrer determinado “caminho óptico” pode ser definida como o
coeficiente de atenuação tecidual, µ (mensurado em unidades de cm-1), e
corresponde à quantidade de energia absorvida em função da espessura do material
absorvente. Assim a descrição desses processos em termos de seus parâmetros
ópticos, pode caracterizar tecidos biológicos (CLAYMAN e KUO, 1997; ANAND, et
al., 2003; KUMAR; SRINIVASAN e SINGH, 2004).
46
A transmitância (T) de uma radiação eletromagnética em um tecido é a razão
entre a energia radiante transmitida (It) por uma amostra e a energia radiante que
nela incide (I
0
) (SILVERSTAIN; BASSLER e MORRIL,1994; CLAYMAN e KUO,
1997; KOLÁROVÁ; DITRICHOVÁ e WAGNER, 1999).
A forma pelo qual o laser é levado aos tecidos atua como uma variável na
resposta do tecido a essa radiação. Existem os lasers de onda livre, onde a ponteira
do laser não contacta o tecido alvo. Nesse módulo de aplicação a onda irá convergir
ou divergir, conforme a regulagem de lentes do aparelho. Ao alterarmos a distância
que estamos irradiando o tecido alvo, a densidade de potência ou irradiância
também será alterada, e consequentemente os efeitos terapêuticos da irradiação;
nessa forma de irradiação uma substancial quantidade de energia é refletida ou
perdida como calor e fumaça. Outra forma de levar a radiação é por contato da
ponteira do laser com o tecido, onde há um aumento na irradiância e redução nas
variações da potência levadas ao tecido, outrora acarretadas pelas mudanças na
distância de irradiação. Dessa forma, a reflexão de luz pelo tecido também é
reduzida, aumentando a interação do laser com o tecido. Alterações no diâmetro e
forma da ponteira do aparelho de laser causam não só mudanças no tamanho do
foco e, assim na densidade de potência do laser, mas também no ângulo e
divergência da onda emanada (CLAYMAN e KUO, 1997).
A energia de uma onda é inversamente proporcional a sua freqüência, assim o
comprimento de onda do laser, associado com as características ópticas do tecido
irradiado, determinarão o tipo de interação e efeito biológico que haverá com o
tecido. O comprimento de onda do laser também determina se ele possuirá absorção
dependente de cor (Nd:YAG, Argônio,...) ou não (Excimeros, CO2, ...), característica
conhecida como ressonância ou seletividade da luz laser por determinados tecidos.
Cada tipo de laser apresenta um comprimento de onda específico, a qual é
absorvida nos tecidos por cromóforos-alvo específicos (CLAYMAN e KUO, 1997).
A densidade de fluxo energético (Φ) de ondas em lasers pulsados é definida
baseada na energia de pulso (E) e na área de secção transversal da onda (A), onde
Φ= E/A. Em lasers operantes com onda contínua (CW), é impossível definir a
energia de pulso, porém nesses casos substitui-se o pulso energético (Joules) pela
47
potência de saída do aparelho (watts). Então a densidade energética de fluxo
(J/cm2) passa a ser densidade de fluxo de potência (W/cm2). Esses dois conceitos
são agrupados sobre o termo geral de densidade de potência ou irradiância
(MEISTER et al., 2004).
Os tecidos são heterogêneos do ponto de vista óptico e, portanto, absorvem e
refletem energia de maneira distinta. Diferentes comprimentos de onda apresentam
diferentes coeficientes de absorção para um mesmo tecido e, portanto, tem
penetração distinta nesse tecido. A importância da absorção ocorrer de maneira
diversificada está no fato de que, dependendo do comprimento de onda, um mesmo
tecido absorverá energia mais superficialmente ou permitirá que a luz o atravesse,
atuando em um alvo na intimidade tecidual (ALMEIDA-LOPES, 2003).
A absorção da luz laser pelos tecidos vivos pode resultar em quatro processos:
fotoquímico, fototérmico, fotomecânico e fotoelétrico. Dentro dos efeitos fotoquímicos
podemos incluir a biomodulação, que é o efeito da luz laser sobre processos
moleculares e bioquímicos que normalmente ocorrem nos tecidos, como por
exemplo, na cicatrização e no reparo de feridas. A fotoablação é a manifestação
clínica do efeito fototérmico e que se caracteriza pela remoção do tecido por
vaporização, superaquecimento, coagulação e hemostasia. A outra manifestação
clínica do efeito fototérmico é a pirólise, que é a queima do tecido. Já as interações
fotomecânicas incluem a fotodisrupção e a fotodissociação, que é a quebra
estrutural do tecido pela luz laser (BRUGNERA e PINHEIRO, 1998; ABREU et al.,
2002; VIEGAS et al., 2005). Para Kanappe; Frank e Rohde, (2004) dependendo, de
um lado, da duração da irradiação sobre tecido (tempo de interação), e da irradiância
na superfície ou sobre o volume de interação (densidade de potência) teremos um
ou outro efeito biológico do laser.
Em tecidos de superfície a absorção da luz é principalmente atribuída a
pigmentos tissulares como a melanina, bilirrubina, hemoglobina, etc. Em mamíferos,
são três os principais fotorreceptores: hemoglobina, mioglobina e o citocromo c
oxidase. Em órgãos internos a variabilidade da absorção é atribuída à composição e
fluxo sanguíneo do tecido. (KUMAR; SRINIVASAN; SINGH, 2004; DESMET et al.,
2006).
48
Abreu et al. (2005) dividem os lasers utilizados em Odontologia em dois
grandes grupos, os de baixa potência ou para laserterapia, e os de alta potência ou
lasers cirúrgicos. Os lasers cirúrgicos devido ao alto gradiente de temperatura que
podem alcançar, têm capacidade de corte, vaporização, coagulação e esterilização
dos tecidos. Os lasers de baixa potência não alteram o gradiente de temperatura
tecidual o suficiente para causar danos térmicos, sua ação ocorre em nível molecular
e iônico nos tecidos irradiados, sendo úteis para terapêutica.
Conforme Pretto (2004); do Nascimento (2004) a laserterapia vem sendo
utilizada com sucesso na clínica odontológica, podendo ser auxiliar de tratamentos
convencionais ou ser utilizada isoladamente de forma eletiva. As irradiações de
tecidos com lasers de baixa potência promovem um aumento no potencial de
regeneração tecidual, efeito antiinflamatório, analgésico e vasodilatador. Fatores
como a fluência, o comprimento de onda, a potência e a fase de irradiação podem
afetar as respostas biológicas do tecido frente ao laser.
O uso da terapia com lasers na biomodulação do processo de reparo ósseo
vem crescendo, e estudos têm demonstrado resultados positivos dessa terapêutica.
Portanto, a laserterapia é empregada com sucesso para aumentar a cicatrização
óssea em muitas situações, como de alvéolos de extrações dentárias, fraturas
ósseas, durante tratamentos ortodônticos e em pós-operatório de implantes
(KHADRA et al., 2004b; DESMET et al., 2006; PINHEIRO et al., 2006).
Em cirurgias ortognáticas, exodontias e fraturas da mandíbula observa-se
déficit neurossensorial do nervo alveolar inferior e mentoniano. Usualmente não há
um tratamento efetivo a essas parestesias, porém, a laserterapia com infravermelho
(λ 820-830 nm) vem sendo proposta como uma boa alternativa de tratamento a essa
condição (MIDAMBA e HAANAES, 1993; KULLAR et al., 1996; MILORO et al., 2000,
ABREU et al., 2005).
Kolárová, Ditrichová e Wagner (1999) avaliaram a penetração dos lasers de
He-Ne (λ 632 nm) com potência de saída de 50 mW e o diodo (λ 675 nm) com
potência de saída de 21 mW, em pele humana. A distribuição da irradiância dos
49
lasers nos substratos de pele foi detectada com CCD e avaliada por um sofware.
Foram recolhidas amostras de pele de 11 pacientes submetidos a cirurgias plásticas
em diferentes áreas do corpo, em algumas amostras foi retirada a gordura
subcutânea. As amostras possuíam dimensões de 2 x 2 cm e foram inseridas entre a
fonte de laser e um fotodetector acessório do aparelho de laser da marca Metra
Blansko®. Como a irradiância do laser não é uniforme, os resultados foram a média
da mensuração de três amostras. Na pele a absorção do laser ocorre basicamente
na derme e na epiderme, enquanto o espalhamento é predominante em camadas
mais profundas ricas em colágeno. A penetração e espalhamento dos lasers na pele
são muito dependentes do comprimento de onda e das propriedades ópticas
individuais da pele. Na epiderme o principal absorvente de lasers na região
ultravioleta (UV) e visível é a melanina. Ondas entre λ 400 e 600 nm são absorvidas
por cromóforos como a hemoglobina, oxiemoglobina, bilirrubina e caroteno. Uma
pequena absorção pelo sangue ocorre em comprimentos de onda entre λ 700 e
1300 nm. Em seu experimento, os autores observaram que os lasers penetraram em
todos os substratos da pele. Nas amostras de 19 mm de espessura,
aproximadamente 0.3 % do He-Ne e 2.1% do diodo atravessaram a amostra. Em
espécies sem a gordura subcutânea, com espessuras entre 1.5 – 4.1mm a
penetração subiu para 10% ao He-Ne e 14% para o diodo. Também foi observado
que em tecidos de granulação a penetração para os lasers aumentou 2.5 vezes,
devido a diferente estrutura histológica.
Whittaker (2004) fez uma revisão da literatura a respeito da acupuntura com
laser de baixa potência, onde o alcance da energia é um determinante fundamental
de sua eficácia, a qual é governada não apenas por parâmetros de irradiação como
comprimento de onda e irradiância, mas também pelas propriedades inerentes à
pele como sua espessura, idade, pigmentação e anisotropia colágena da região. Na
região do UV ao espectro visível do violeta ao laranja (λ400 - 600nm) há uma
substancial absorção pela hemoglobina e melanina e uma limitada transmissão pela
pele. Em comprimentos de onda superiores a 1.400 nm há considerável absorção
pela água e, portanto, pequena transmissão. Já lasers vermelhos e infravermelhos
são menos absorvidos pela água e pigmentos tendo uma maior transmissão, apesar
do espalhamento desses comprimentos de onda pelo colágeno atenuar seu alcance
na pele. Após o laser vencer a barreira da pele e dos tecidos subdérmicos, sua
50
progressão é facilitada devido ao menor coeficiente de espalhamento dos músculos,
onde a transmissão para os comprimentos de onda entre 600 e 800 nm é quatro
vezes superior ao da pele.
Bossy et al. (1985) mensuraram in vitro a penetração do laser de diodo
infravermelho (850nm) em cortical óssea. As potências utilizadas variaram entre 1 e
11 mW. A amostra foi posicionada a uma distância fixa de um sensor de
fotovoltagem, cuja resposta a voltagem é uma função linear da energia luminosa
recebida. As variações na voltagem foram estudadas em função da variação de
espessura de osso compacto interposto entre o laser e o sensor. Em papel
semilogarítimo, foi achada uma curva de dois segmentos lineares e com diferentes
inclinações. No primeiro, que possuía uma espessura de tecido ósseo entre 0 e
1mm, foi visto uma grande inclinação, sendo muito provavelmente decorrente de
uma importante reflexão da superfície óssea; o segundo, com uma discreta
inclinação, corresponde a absorção, a qual é exponencial. Entretanto, se o laser
entra na direção córtico-medular, a segunda inclinação é mais aguda do que no caso
de uma irradiação longitudinal da peça seguindo a composição diafisária. A potência
de 10 mW gera uma penetração máxima de aproximadamente 18 mm na direção
axial do osso e de aproximadamente 6 mm na direção córtico-medular. Em
terapêuticas é necessário levar-se em consideração a reflexão da superfície óssea e
a direção da onda em relação à morfologia óssea, devido a esses dois elementos
interferir na difusão do laser.
Spencer et al. (1999) colocam que o laser pode ser uma alternativa a brocas no
preparo do leito ósseo para implantes, o qual pode permitir uma remoção precisa do
tecido ósseo sem danos térmicos ou mecânicos excessivos aos tecidos adjacentes,
desde que sejam selecionados comprimentos de onda altamente absorvidos pelos
principais constituintes do tecido ósseo. A água está presente em ambas as frações
orgânicas e inorgânicas do tecido ósseo e constitui aproximadamente 10% do osso.
Moléculas de água são predominantemente absorvidas por radiação infravermelha
entre λ 2.000 e 10.000 nm, já as proteínas são absorvidas entre λ 5.900 e 6.600 nm.
Portanto, os autores avaliaram a efetividade da ablação do tecido ósseo com lasers
em altas densidades de potência com comprimentos de onda de 3.000 nm, 6.100
nm e 6.450 nm, os quais coincidem com o módulo vibracional de proteínas e água.
51
Observaram mínimo dano térmico ao tecido ósseo com esses lasers e que a
camada carbonizada ficou limitada em uma área de menos de seis micra da
superfície irradiada.
Peavy et al., (1999), avaliaram a interação de lasers na região do infravermelho
entre λ 2.900 e 9.200 nm do espectro eletromagnético e observaram que o processo
de ablação do tecido ósseo é dependente do comprimento de onda do laser
utilizado, e que sua absorção pelo tecido ocorre em maior profundidade onde as
proteínas possuem forte absorção, e são mais rasas onde o conteúdo mineral é o
grande absorvedor da irradiação. Os autores concluem que há um aumento na
profundidade de ação do laser quando são selecionados comprimentos de onda
ressonantes com a matriz protéica do tecido ósseo.
Para Bagratashvili et al. (2001), o comprimento de onda do laser determina em
grande parte sua penetração em tecidos biológicos. Lasers de baixa potência na
região visível e próximos do infravermelho no espectro eletromagnético são
largamente usados na laserterapia, terapia fotodinâmica e hipertermia local. Em
altas intensidades podem ser usados como lâmina. Esses autores avaliaram a
formação e a recombinação de radicais livres em tecidos que continham colágeno,
como o osso descalcificado quando irradiados por lasers de λ 248 nm e de λ 1.056
nm. Nesse experimento o espectro óptico de absorção das amostras foi mensurado
com auxílio de um espectrômetro. Observaram que o colágeno devido a seus
cromóforos, possui bandas de absorção próximas à radiação ultravioleta.
Haapaniemi, Scherey e Laurikainen (2001) avaliaram a transmissão dos lasers
de λ 632 nm e 780 nm através do osso promontório de cadáveres humanos,
conservados em formalina 10% e com espessura óssea variando entre 0.51 a 1.42
mm. Foi utilizado o efeito doppler do laser para as mensurações. A atenuação da luz
laser causada pela pele e pelo promontório são próximas, e a penetração máxima na
pele tem sido estimada em 1.5 mm. O osso promontório humano é um osso
primariamente cortical, com algum conteúdo esponjoso. Nesse experimento a
atenuação pelo osso promontório ao infravermelho (780nm) foi de 22-65% (média
42%) e a transmissão de 35-78% (média 57%) e para o vermelho (632nm) a
atenuação foi de 79% e a transmissão de 21%. Os autores colocam que a
52
transmissão dos lasers através do tecido ósseo é diretamente dependente da
espessura do osso, e que o infravermelho possui uma menor atenuação e por
seguinte, uma maior transmissão em tecido ósseo.
Wallace et al. (2004) mensuraram a variação da temperatura do tecido ósseo
quando irradiado pelo laser de Er:YAG (2.094 nm) sob diferentes potências. Os
autores colocam que nessa região do espectro eletromagnético do infravermelho,
ocorre a máxima absorção da água, assim a energia é absorvida a poucos
centésimos de micrômetros da superfície irradiada, pela hidroxiapatita, e, mais
especificamente, pela pequena quantidade de água presente no tecido.
Goldhahn et al. (2005) utilizaram o laser de Er:YAG para fazer perfurações em
tecido ósseo, foi utilizado osso fresco de tíbia de bezerro de dois animais, sendo
confeccionadas amostras retangulares de secção transversal de 10 x 20 mm e
espessura entre 2 a 7 mm. Observaram que a penetração da radiação é
inversamente proporcional a espessura do tecido. Para os autores, comprimentos
de onda entre 2.900 e 9.200 nm, têm sido efetivos para o corte ósseo devido sua
alta absorção pela água confinada no interior do tecido ósseo.
Akira et al. (1997) colocam que a avaliação da resistência do tecido ósseo in
vivo é de suma importância ao diagnóstico e tratamento de osteoporose, a qual
usualmente é realizada por exames radiográficos, tomográficos e mais recentemente
por ultra-sonografia. Assim, propuseram um método novo e não-invasivo de
mensuração quantitativa e qualitativa do tecido ósseo baseado na difusão da luz
pelo tecido. Foi analisada a transmissão de lasers em amostras cúbicas de 10 mm,
de tecidos ósseos cortical, trabecular, muscular e adiposo bovinos. As espécimes
foram irradiadas com lasers infravermelhos, pulsados com 400 mW, freqüência de
76 MHz, spot de 2 mm e comprimentos de onda 754 nm, 765 e 805 nm. Foi utilizado
um osciloscópio óptico para as mensurações. Foi observado que o tecido muscular
possui alta transmitância ao laser e pequeno espalhamento, apesar de conter
mieloglobina, a qual é altamente absorvida por esses comprimentos de onda; o osso
trabecular possui alta transmitância, mas o espalhamento é maior que o do músculo.
O tecido adiposo é um forte espalhador da luz, e osso cortical mostra possuir o
maior espalhamento do laser entre esses tecidos. Também foi observado que
53
quanto maior a densidade óssea, menor a transmissão da radiação. Nesse modelo
experimental não foi possível distinguir a luz que foi atenuada pelo espalhamento da
que foi atenuada pela absorção. Nesse estudo, foi demonstrado que os tecidos
irradiados possuem propriedades ópticas bem distintas, e que essas diferenças dão
pistas para que no futuro possam ser realizadas mensurações in vivo dos diferentes
tecidos do corpo, inclusive o ósseo.
Kumar, Srinivasan e Singh (2004) afirmam que a radiação laser possui
características únicas que podem ser aplicadas em terapêutica e diagnóstico e
dependem das características ópticas dos tecidos, como a pigmentação,
composição, conteúdo sanguíneo e a estrutura colágena. Assim, a descrição das
características de atenuação e de interação com os tecidos do laser, podem ser
usadas para caracterizar os tecidos biológicos. Portanto, os autores caracterizaram
tecidos frescos recém - excisados de coração, pulmões, rim, baço, fígado, músculo
esquelético e tecido adiposo de cabra, através de reflectometria e simulacão Monte
Carlo. Foi utilizado um laser diodo de λ 670 nm, com potência de 3 W e spot de
saída de 0,001 m, e a leitura dos fótons refletidos pela amostra foi feita por um
fotodiodo e sua energia foi convertida para voltagem por um amplificador, e no
computador foi obtida teoricamente seu perfil espacial através de equação de ajuste.
Foi obtido coeficiente de absorção tecidual máximo para baço e mínimo para rim. O
coeficiente de reflectância foi máximo para tecido adiposo e mínimo para rim e
fígado. O tecido adiposo e muscular, apesar de naturezas diferentes, possuem
parâmetros ópticos similares.
Bargo et al. (2005) avaliaram in vivo as propriedades ópticas de mucosas
sadias e de mucosas com tumor, através do laser vermelho (λ 630 nm). Baseados
nas características espectrais dos cromóforos tissulares (água, tecido seco e
sangue) e na determinação dos coeficientes de reflectância e absorbância à
radiação, foi possível a distinção entre as duas mucosas. A média de absorção e
reflexão da mucosa sadia ao laser foi de 0,87 cm (-1) e 7,8 cm (-1), respectivamente.
A mucosa tumoral apresentou valores de 1,87 e 8,4 cm (-1), respectivamente. Para
os autores a perfusão sanguínea foi a mais importante variável para a diferença no
coeficiente de absorção entre os tecidos estudados.
54
___ METODOLOGIA
55
3 METODOLOGIA
3.1 RESPALDO ÉTICO DA PESQUISA
Esta pesquisa foi submetida à análise da Comissão Científica e de Ética da
Faculdade de Odontologia da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
e aprovada sob o protocolo de número 0026-06 (ANEXO A). Foi, também,
encaminhada ao Comitê de Ética em Pesquisa da Pontifícia Universidade Católica
do Rio Grande do Sul e aprovada sob o protocolo de número 1270-06 (ANEXO B).
3.2 DELINEAMENTO DA PESQUISA
Esta pesquisa foi realizada junto ao Programa de Pós-graduação em
Odontologia, área de concentração em Cirurgia e Traumatologia Bucomaxilofacial,
da Faculdade de Odontologia da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do
Sul (PUCRS), em cooperação com Grupo de Física das Radiações (GFR) do Centro
de Pesquisa e Desenvolvimento em Física TECNOPUC – PUCRS, como parte
integrante da linha de pesquisa “Lasers em Odontologia”. Toda a infra-estrutura e
suporte técnico à realização desse estudo foram dados pelo GFR da PUCRS.
3.3 PARADIGMA
Foi realizado um estudo pré-experimental sob o paradigma tradicional
quantitativo (ESTRELA, 2001).
56
3.4 VARIÁVEIS
3.4.1 Variável dependente
Transmitância dos lasers na região do vermelho (λ 682-685 nm) e do
infravermelho (λ 826-829 nm)
4
do espectro eletromagnético em baixas irradiâncias
na região de corpo da mandíbula humana seca.
3.4.2 Variáveis independentes
1- Diferentes espessuras de tecido;
2- Aplicação do laser nos diferentes comprimentos de onda;
3- Aplicação do laser com diferentes irradiâncias.
3.5 PROBLEMAS
- A irradiância do laser influencia sua atenuação e penetração na região de
corpo da mandíbula humana seca?
- Há diferença na atenuação e penetração dos lasers vermelho de λ 682 – 685
nm e infravermelho de λ 826 – 829 nm na região de corpo de mandíbula humana
seca?
57
3.6 HIPÓTESES
A irradiância dos lasers influenciam sua atenuação e penetração em
mandíbulas humanas secas.
Há diferença na atenuação e na penetração entre os lasers de λ 682 -685 e de
λ 826 - 829 nm na região de corpo de mandíbula humana seca.
3.7 CONFIGURAÇÃO DA AMOSTRA
O experimento foi realizado com três blocos ósseos, obtidos a partir de três
mandíbulas humanas secas, parcialmente edêntulas tipo classe I de Kennedy, ou
seja, desdentadas posteriores bilaterais (TODESCAN, 2001). Os espécimes foram
cedidos pelo Departamento de Ciências Morfológicas da Unidade de Biociências da
Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS) à realização dessa
pesquisa (ANEXO C).
As mandíbulas foram encaminhadas a um odontolegista5 para a realização de
análise antropométrica, objetivando a determinação da idade as quais teriam os
indivíduos no momento de suas mortes (ANEXO D). Os estudos antropométricos
atualmente concentram-se na estimativa da idade pelos dentes, sexo e altura, porém
através do esqueleto completo. Na análise de ossos isolados, como a mandíbula, a
quantidade de elementos para subsidiar conclusões torna-se escassa, tornado difícil
a estimativa precisa da idade. Dessa forma, as mandíbulas foram enquadradas em
uma faixa etária ampla:
O indivíduo da mandíbula da amostra denominada um (1) teria idade superior
aos 60 anos (fig.1);
4
Comprimentos de onda e Irradiâncias mensuradas pelo GFR da PUCRS, sob orientação da Profa. Dra. Mara
Regina Rizzatti, 2006
5
Eniara Pimenta Mocellin Bernardi (CRO 6986)
58
O indivíduo da mandíbula da amostra denominada dois (2) teria idade superior
aos 50 anos (fig. 2);
O indivíduo da mandíbula da amostra denominada três (3) teria idade superior
a 30 anos e inferior a 55 (fig. 3).
Figura 1: Mandíbula da qual foi confeccionada a amostra 1.
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
Figura 2: Mandíbula da qual foi confeccionada a amostra 2.
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
59
Figura 3: Mandíbula da qual foi confeccionada a amostra 3.
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
3.8 PREPARO DAS AMOSTRAS
As mandíbulas foram seccionadas verticalmente no sentido látero-lateral, para
a obtenção de blocos ósseos da região de corpo mandibular do lado direito,
posteriores 15 mm ao limite anterior do forame mentual, com dimensões de 25 mm
de comprimento no sentido ântero-posterior e espessuras e alturas distintas
conforme o local seccionado (fig. 4). Para o seccionamento das mandíbulas em
blocos, foi utilizada uma serra para troquel da marca Renfert
®
com lâmina de corte
de 0.3 mm de espessura.
Após essa etapa, os blocos tiveram seus rebordos alveolares desgastados com
lixa d'água de granulação 150, montada em uma politriz horizontal Struvers
®
modelo
DPU-10, com 200 RPM e irrigação constante com água, até ficarem com 20 mm de
altura a partir da basilar da mandíbula. Também foi dado o acabamento com a
politriz horizontal, nas irregularidades das demais faces osteotomizadas das peças.
Após obtenção dos blocos, o material ósseo restante dos espécimes foi devolvido ao
Departamento de Ciências Morfológicas da PUCRS, para que possa ser utilizado em
estudos futuros.
60
Figura 4: Delimitação da região da mandíbula da qual foram confeccionadas as amostras e
suas respectivas dimensões.
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
Portanto, foi obtido um bloco ósseo de cada mandíbula, totalizando três
amostras com as seguintes dimensões: 25 mm de comprimento, 20 mm de altura e
espessura distinta conforme a morfologia de cada peça (figs. 5 e 6). Nessa etapa, as
aferições das dimensões das peças foram realizadas com um paquímetro eletrônico
digital da marca Mitutoyo
®
.
Figura 5: Aferição do comprimento da Figura 6: Aferição da altura da amostra
amostra (25mm). (20mm).
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006) Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
As três amostras obtidas possuíam aparência superficial heterogênea,
porosidade e densidade inconstante sendo, portanto, amostras anisotrópicas. As
amostras 1 e 3 possuíam características semelhantes de coloração e porosidade,
sendo mais pigmentadas, com a medular menos porosa e com as corticais mais
61
espessas que a amostra 2, a qual apresentava-se com uma coloração opaca e com
a medular óssea com maior porosidade e com as corticais mais delgadas em relação
aos demais corpos de prova (figs. 7,8 e 9).
Figura 7: Bloco ósseo da amostra 1. Figura 8: Bloco ósseo da amostra 2.
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
Figura 9: Bloco ósseo da amostra 3.
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
O próximo passo foi fatiar cada uma das três peças ósseas, para que durante o
experimento, as irradiações com os lasers pudessem ser realizadas em diferentes
espessuras de tecido. Corpos estranhos presentes na superfície das peças foram
removidos antes de seu fatiamento.
Para a realização dessa etapa, foi confeccionada uma base de suporte em
acrílico para as amostras, que se prestou a dois fins: acoplar as amostras à máquina
62
de corte e, depois de seccionadas, manter as fatias em posição não permitindo
perder sua relação espacial, durante as irradiações com os lasers no experimento.
Para confecção das bases acrílicas de suporte das amostras, foram utilizadas
embalagens de filmes fotográficos, as quais foram parcialmente preenchidas com
acrílico autopolimerizável incolor e, durante a fase de massa da polimerização do
acrílico, as peças ósseas tiveram 5 mm de sua porção mesial incluídas no acrílico
(fig. 10).
Figura 10: Base acrílica de suporte das amostras.
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
O fatiamento da peças foi realizado no Laboratório de Tecnologia dos Materiais
Dentários da Faculdade de Odontologia da PUCRS, em máquina de corte Labcut
1010, da empresa Extec
®
, com disco de corte de diamante fino série 15 LC
DIAMOND de 0.3mm de espessura, em 400 RPM e sob irrigação constante com
água
6
. As peças foram posicionadas no seu longo eixo perpendicular à lâmina de
corte e levadas de encontro ao disco por auxílio de um peso de 150g acoplado ao
braço de corte da máquina (figs. 11 e 12). As peças foram seccionadas
verticalmente, ao longo de seu maior eixo, a partir de um ponto central da face
vestibular eqüidistante das bordas da peça, com espaçamentos de 0,9 mm entre
cada corte, até que se atingisse a face lingual da mesma. Essas fatias mantiveram-
se em posição presas pela base acrílica na qual se encontravam incluídas (fig 13).
6
Orientação da Profa. Dra. Ana Maria Spohr (CRO 10143).
63
Figura 11: Máquina da corte Labcut 1010. Figura 12: Peça seccionada em posição.
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006) Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
Figura 13: Peça após secção.
Fonte: Dados da pesquisa (PUCRS, 2006)
As amostras depois de fatiadas, foram desidratas durante sete dias em
dessecador a vácuo pertencente ao Laboratório de Microscopia e Microanálises da
Faculdade de Engenharia da PUCRS, a fim de evitar que a água absorvida durante
os cortes interferisse na interação lasers/osso durante o experimento. Após a
desidratação as peças foram submetidas às irradiações.
64
3.9 OBTENÇÃO DOS RESULTADOS
A parte experimental desse estudo constituiu-se da irradiação das peças e a
leitura da radiação transmitida (It) através de espectrorradiometria direta
7
. As
irradiações das peças com os lasers foram realizadas no Centro de Pesquisa e
Desenvolvimento em Física TECNOPUC – PUCRS, no Laboratório de Irradiância e
Radiometria (LIR) do Grupo de Física das Radiações (GFR), em sala especialmente
destinada ao trabalho com o espectrorradiômetro, onde no momento do experimento
não havia nenhuma fonte da radiação luminosa, à exceção do laser (fig. 14).
Figura 14: Sala do LIR do GFR destinada às irradiações, e a distribuição dos equipamentos
utilizados no experimento: computador, fonte laser e espectrorradiômetro, respectivamente.
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo Física das Radiações. (PUCRS, 2006)
7
Orientação da Profa. Dra. Mara Regina Rizzatti.
65
3.9.1 Irradiação das Peças
As amostras foram irradiadas com os lasers de diodo
8910
na região do
vermelho do espectro eletromagnético, comprimento de onda entre 682-685 nm de
substrato ativo de Fosfeto de Índio, Gálio e Alumínio (InGaAlP); e com laser na
região do infravermelho do espectro eletromagnético, com comprimento de onda
entre 826-829 nm de substrato ativo de Arseneto de Gálio e Alumínio (AsGaAl), no
modo contínuo e pontual, ponteira com diâmetro de saída de 0,2827 cm
2
, em
contato com a amostra, energia conduzida por fibra óptica com 1 metro de
comprimento, conforme os quadros abaixo:
Quadro 1: Protocolo de irradiação do laser vermelho de λ 682-685 nm
Peça
Potência de
saída 1
Potência de
saída 2
Potência de
saída 3
1 12 mW 20 mW 35 mW
2 12 mW 20 mW 35 mW
3 12 mW 20 mW 35 mW
Fonte: Dados da pesquisa. Programa de Pós-Graduação em Odontologia (PUCRS, 2006)
Quadro 2: Protocolo de irradiação do laser infravermelho de λ 826-829 nm
Peça
Potência de
saída 4
Potência de
saída 5
Potência de saída
6
1 25 mW 50 mW 100 mW
2 25 mW 50 mW 100 mW
3 25 mW 50 mW 100 mW
Fonte: Dados da pesquisa. Programa de Pós-Graduação em Odontologia (PUCRS, 2006)
8
Dados do substrato ativo do laser foram fornecidos pelo fabricante do aparelho.
9
Thera Lase
®
DMC equipamentos, São Carlos, São Paulo, Brasil.
10
Comprimento de onda dos lasers mensurado pelo GFR.
66
Foram medidas por espectrorradiometria direta as irradiâncias
11
de todas as
potências de saída
12
utilizadas nesse experimento, a fim de obtermos a radiação
incidente (I
0
), ou seja, a irradiância sobre as peças (Quadros 3 e 4).
Quadro 3: Potência de saída e respectivas irradiâncias (I
0
) do laser vermelho de λ 682-685 nm.
Potência 1 Potência 2 Potência 3
Potência de saída
12 mW 20 mW 35 mW
Irradiância (I
0
) 8,679 Wm
-2
10,481 Wm
-2
14,946 Wm
-2
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006)
Quadro 4: Potência de saída e respectivas irradiâncias (I
0
) do laser infravermelho de λ 826-829 nm.
Potência 4 Potência 5 Potência 6
Potência de saída
25 mW 50 mW 100 mW
Irradiância (I
0
) 9,854 Wm
-2
18,278 Wm
-2
28,440 Wm
-2
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006)
A distância entre a ponteira do aparelho e o leitor do espectrorradiômetro, foi
mantida fixa durante todo o experimento. Para tanto, foi confeccionado um suporte
de madeira, o qual continha uma perfuração onde a ponteira do aparelho de laser
era introduzida, mantendo sempre a mesma posição durante as irradiações. Na
mesa de testes do LIR, foram confeccionados encaixes para o suporte de madeira
da ponteira do laser, de maneira que a ponteira do laser ficasse em um ângulo de 90
graus e com a ponteira de incidência paralela e a 11 cm do centro do leitor do
espectrorradiômetro. As amostras foram posicionadas sobre uma base de blocos de
cerâmica fosca, em contato e ângulo de 90 graus com a ponteira de incidência do
aparelho de laser, tendo como ponto de contato peça, a face vestibular do corpo da
mandíbula, eqüidistante 10 mm de cada borda da peça (figs. 15, 16, 17 e 18).
11
Irradiâncias mensuradas pelo GFR da PUCRS.
12
Potências de saída informadas pelo fabricante da fonte laser.
67
Fig.15: Ponteira do aparelho em ângulo de 90° Fig.16: Ponteira do laser em contato com a
com o leitor do espectrorradiômetro amostra
(Fonte: Dados da pesquisa. Grupo Física das Radiações (PUCRS, 2006)
Fig. 17: Ponteira do laser dirigido ao centro do Fig. 18: Ponteira do laser eqüidistante das
leitor do espectrorradiômetro bordas da amostra
(Fonte: Dados da pesquisa. Grupo Física das Radiações. PUCRS, 2006)
As amostras foram irradiadas com o laser vermelho e infravermelho em suas
distintas potências, conforme o protocolo da pesquisa (quadros 1 e 2). As irradiações
tiveram início com as amostras em sua espessura total, sem que nenhum dos
fragmentos previamente seccionados fosse retirado. Nos passos subseqüentes, as
fatias das amostras foram gradativamente sendo retiradas no sentido de lingual para
vestibular e irradiadas, no qual o último fragmento a ser retirado foi o fragmento
vestibular que contatava com a ponteira do aparelho de laser. Dessa forma, pode-se
mensurar a transmissão dos lasers sob diferentes espessuras ósseas e distintas
irradiâncias.
68
Durante as irradiações das amostras, foram seguidas as normas de
biossegurança e de regulamentação para o trabalho com lasers preconizadas por
Khanwilkar (1992), Elson (1997) e Genovese (2000).
3.9.2 Aquisição dos dados
A aquisição dos dados foi obtida pela mensuração da radiação incidente (I
0
) e
da radiação transmitida (It) através de espectrorradiometria direta. Foi utilizado um
espectrorradiômetro13 que opera na região do espectro eletromagnético de 250 a
1100 nm, com uma taxa de diafragma f/4 e uma precisão de comprimento de onda
de ± 0.5 nm. As características desse aparelho incluem um amplificador fechado, um
fixador para auto-calibração de comprimento de onda óptica e um programa de
interface com o usuário LabView® (fig. 19).
Foi realizada a detecção espectral entre λ 665 e 695 nm para o laser na região
do espectro eletromagnético do vermelho e entre λ 810 e 840 nm para o laser no
infravermelho.
Fig 19: Espectrorradiômetro Spectrocube IL 2000.
(Fonte: www.germetec.com.br/inter/espectro.asp)
13
Spectrocube
®
IL2000, International Light, Newburyport, Massachutts, EUA.
69
3.9.3 Mensuração da espessura das amostras
Após cada retirada de fatia da peça, foi realizada a mensuração de sua
espessura, localizado no ponto de irradiação das peças, através do equipamento de
medição de espessura da marca Hannatek
®
. Assim, somadas as espessuras das
fatias das peças chegou-se a espessura total de cada amostra.
Foram obtidas as seguintes medidas:
Quadro 5: Número de fatias, espessura das fatias e total das amostras.
Amostra
Número de
fatias
Espessura
Total*
Espessura
média das
fatias*
Espessura
média das
amostras*
Desvio
Padrão*
1 8 0,00724
2 9 0,00903 0,00402 0,00744 0,00202
3 9 0,00607
*As espessuras estão representadas em metro. Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das
Radiações (PUCRS, 2006).
Observou-se, dessa forma, que apesar das peças terem sido todas fatiadas
com o mesmo espaçamento (0,9 mm) na máquina de corte, as fatias não
mantiveram todas as mesmas espessuras, em função da consistência e forma da
superfície de contato peça/disco de corte, a qual por vezes desvia-se e inclina-se
durante o fatiamento das amostras.
3.10 ANÁLISE DOS RESULTADOS
3.10.1 Análise dos dados
O coeficiente de atenuação do tecido corresponde ao freamento da radiação
incidente por unidade de comprimento (CLAYMAN e KUO, 1997; ANAND et al.,
70
2003; KUMAR; SNIRIVASAN e SINGH, 2004), sendo a equação de atenuação: I = I
0
e
-µ.x
. Dessa forma, a análise dos dados coletados nesse experimento foi performado
pelo programa Origin 7.0
®
, em ambiente Windows
®14
, respeitando as seguintes
equações de ajuste exponencial e linear
15
para obtenção do coeficiente de
atenuação das peças:
- Equação de ajuste exponencial para as amostras 1 e 3:
Y = ln (I
t
/I
0
) = A . exp (- µ.x) + Y
0
Onde I
0
é a intensidade da radiação incidente, I
t
é a intensidade da radiação
transmitida, µ é o coeficiente de atenuação, A é a constante, x é a espessura do
tecido e ln é o logaritmo de número natural da transmitância (T), sendo T = (I
t
/I
0
), A é
constante.
- Equação de ajuste linear para amostra 2:
Y = ln (I
t
/I
0
) = -µx + b
Onde I
0
é a intensidade da radiação incidente, I
t
é a intensidade da radiação
transmitida, µ é o coeficiente de atenuação, b é a constante, x é a espessura do
tecido e ln é o logaritmo de número natural da transmitância (T), sendo T = (I
t
/I
0
).
O cálculo de profundidade de penetração do laser para a amostra 1 e 3 foi
realizado pela seguinte equação:
x = ln ((A .y0)/T)/ µ
médio
Onde x é a penetração no tecido, A é a constante, I
0
é a intensidade da
radiação incidente, I
t
é a intensidade da radiação transmitida, µ é o coeficiente de
atenuação médio e ln é o logaritmo de número natural da transmitância (T), sendo T
= (I
t
/I
0
).
14
Windows XP
®
, Microsoft
®
, USA.
15
Orientação da Profa. Dra. Mara Regina Rizzatti.
71
O cálculo de profundidade de penetração do laser para a amostra 2 foi
realizado pela seguinte equação:
x = - ln (T) + constante/ µ
médio
Onde x é a penetração no tecido, A é a constante, I
0
é a intensidade da
radiação incidente, I
t
é a intensidade da radiação transmitida, µ é o coeficiente de
atenuação médio e ln é o logaritmo de número natural da transmitância (T), sendo T
= (I
t
/I
0
).
3.10.2 Análise Estatística
16
Para análise dos valores de transmitância para cada espessura do tecido
ósseo e irradiância foi realizado o teste de Análise de Variância (ANOVA) modelo
linear geral para cada um dos comprimentos de onda utilizados.
Para a comparação entre os valores de transmitância dos lasers vermelho e
infravermelho foi realizado o teste de Análise de Variância (ANOVA) com medidas
repetidas tendo a espessura como co-variável.
O processamento e análise dos dados foram realizados com a utilização do
software estatístico SPSS
®
versão 10.0
17
, em ambiente Windows
®
.
16
Orientação do Prof. Dr. João Feliz de Moraes
17
SPSS
®
10.0 para Windows, São Paulo, Brasil.
72
___
RESULTADOS
73
4
4 4
4 RESULTADOS
RESULTADOSRESULTADOS
RESULTADOS
Após as irradiações das peças e a retirada das fatias ósseas, observou-se
novamente a semelhança entre as amostras 1 e 3 cuja pigmentação e consistência
são distintas da amostra 2. Essa última amostra, após cada retirada de suas fatias
durante a fase de irradiações do experimento, fragmentava-se em maior proporção
que as demais amostras (1 e 3) em função de possuir a medular de maior
porosidade. Essas características de semelhança de consistência e de pigmentação
mais escura entre as amostras 1 e 3 e distinção em relação a amostra 2 (figura 20),
serão observadas nos ajustes distintos empregados para as amostras e também nos
resultados que foram obtidos nessa pesquisa.
Figura 20: Fatias das peças após irradiações, observando-se de cima para baixo, temos as
fatias das peças 1, 2 e 3, respectivamente.
Fonte: Dados da pesquisa. Programa de Pós-Graduação em Odontologia (PUCRS, 2006)
4.1 COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO DO
LASER
VERMELHO (λ 682 - 685 nm)
74
As irradiâncias das fontes laser (I
0
) em relação à irradiância transmitida pelo
material (I
t
) são apresentadas no gráfico da figura 1, onde no eixo Y encontra-se o
ln(T), onde T é igual a (I
t
/I
0
), e no eixo X a espessura correspondente à fatia das
amostras.
Gráfico 1: Transmitância da amostra 1 em relação à espessura do tecido quando irradiada
com laser vermelho em 12 mW.
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006).
Gráfico 2: Transmitância da amostra 2 em relação à espessura do tecido quando irradiada
com laser vermelho em 12 mW.
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006).
75
Gráfico 3: Transmitância da amostra 3 em relação à espessura do tecido quando irradiada com
laser vermelho em 12 mW.
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006).
O Fator de Correlação de ajuste para as amostras 1, 2 e 3 estão apresentados
no quadro abaixo:
Quadro 6: Fator de Correlação das amostras ao laser vermelho.
Irradiância Amostra 1
Amostra 2
Amostra 3
8,679 Wm
-2
0,912 0,986 0,997
10,481 Wm
-2
0,900 0,954 0,992
14,946 Wm
-2
0,904 0,958 0,994
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006).
Observa-se nos gráficos que os pontos que apresentam a razão I
0
/It em
relação à espessura, alguns apresentam tendência exponencial (amostra 1 e 3) e
outros lineares (amostra 2). Observa-se que a transmitância da radiação apresenta
uma relação proporcional a espessura do tecido, entretanto essa variação não
apresentou significância estatística (p ≤ 0,883). Os ajustes de funções que melhor
representam esse comportamento foram obtidas por meio do programa Origin 7.0
®
.
Os parâmetros fornecidos para os modelos de equação de ajuste linear , Y = ln. (I
t
/I
0
)
= - µ.x + b, e para a equação de ajuste exponencial, Y = ln (I
t
/I
0
) = A . exp (- µ.x) +
Y
0
, encontram-se na tabela 1, para todas as situações investigadas.
76
Tabela 1: Coeficientes de atenuação das amostras
em relação à Irradiância (I
0
) para o laser
vermelho de λ 682 - 685 nm.
Potencia*
de saída
Irradiância (I
0
) Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3
12 mW 8,679 Wm
-2
36,324/m 23,810/m 60,938/m
20 mW 10,481 Wm
-2
38,153/m 26,683/m 65,359/m
35 mW
Média
14,946 Wm
-2
----
34,819/m
36,432/m
26,390/m
25,628/m
56,148/m
60,815/m
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006). * Dados fornecidos pelo
fabricante do aparelho.
Esses parâmetros correspondem aos coeficientes de atenuação para o laser
vermelho ao interagir com as amostras 1, 2 e 3. Da análise desses dados têm-se as
seguintes constatações para as seguintes situações:
4.1.1 Para cada irradiância
- O coeficiente de atenuação do laser nas amostras apresentam a seguinte
tendência: µ
2
< µ
1
< µ
3
.
- Coeficientes de atenuação distintos informam processos diferentes de
interação da radiação da radiação com a matéria. Neste caso, os tecidos das
amostras não são equivalentes.
- As amostras 1, 2 e 3 apresentam densidades diferentes, sendo a densidade
da amostra 2 <1< 3.
- A amostra 2 possui a cortical menos espessa, a medular de maior porosidade
e a menor pigmentação dentre as amostras, apresentando portanto, o menor
coeficiente de atenuação à radiação.
77
4.1.2 Para cada amostra
Para cada amostra, verifica-se que o coeficiente de atenuação da radiação (µ)
varia com a intensidade do feixe de laser, entretanto essa variação não apresentou
significância estatística (p ≤ 0,932). Observa-se uma tendência de diminuição do
coeficiente de atenuação das amostras a medida que há um aumento da irradiância.
Esse resultado confirma que os processos de interação da radiação com a matéria
dependem da taxa com que a energia é entregue ao meio.
O coeficiente de atenuação da radiação laser em cada amostra pode ser obtido
da média desses resultados, conforme a tabela 2:
Tabela 2: Coeficiente de atenuação (µ) médio para
cada amostra e µ médio das amostras ao laser
vermelho de λ 682- 685 nm
Amostra
Coeficiente de atenuação médio
1 36,432/m
2 25,628/m
3 60,815/m
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações, PUCRS, 2006.
Observa-se que a amostra 3 possui o maior coeficiente de atenuação dentre as
amostras avaliadas, sendo duas vezes superior ao da amostra 2, a qual possui o
menor coeficiente de atenuação ao laser vermelho.
4.2 PENETRAÇÃO DO LASER VERMELHO λ 682-685 nm
Considerando-se os parâmetros obtidos, pode se calcular a profundidade de
penetração do laser vermelho λ 682 - 685 nm por meio das seguintes equações de
ajuste: para as amostras 1 e 3 x = ln ((A. y0)/T)/ µ
médio
e para a amostra 2, x = -ln
78
(T) + constante/ µ
médio
.Os valores da penetração da radiação nesses tecidos estão
apresentados na tabela 3:
Tabela 3: Penetração* da radiação do laser vermelho de λ 682- 685 nm.
Potência
de Saída*
Irradiância (I
0
)
Penetração*
amostra 1
Penetração*
amostra 2
Penetração*
amostra 3
12 mW 8,679 Wm
-2
0,291m 0,489m 0,188m
20 mW 10,481 Wm
-2
0,288m 0,480m 0,183m
35 mW 14,946 Wm
-2
0,284m 0,474m 0,185m
Média -----------
0,287m 0,481m 0,185m
*Valores de penetração encontram-se em metros. Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das
Radiações. PUCRS, 2006. *Dados fornecidos pelo fabricante do aparelho.
Observa-se que quanto maior o coeficiente de atenuação da amostra, menor
será a penetração da radiação na matéria, onde a penetração da amostra 3< 1< 2.
Também se observa que a penetração da radiação na matéria sofre pequena
variação com a irradiância incidente na amostra, apresentando uma tendência de
diminuição da penetração à medida que há um aumento da irradiância.
Considerando-se a espessura total das amostras:
Amostra 1 – 0,00724 m (7,24 mm);
amostra 2 – 0,00903 m (9,03 mm);
amostra 3 – 0,00607 m (6,07 mm).
A penetração mínima e máxima da radiação do vermelho nas amostras variou
entre 0,183 m e 0, 489 m, respectivamente. Considerando-se as espessuras das
amostras avaliadas observa-se que o laser foi transmitido pelas três amostras
independentemente da irradiância utilizada.
79
4.3 COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO DO LASER INFRAVERMELHO λ 826 - 829 nm
As irradiâncias das fontes (I
0
) em relação à irradiância transmitida pelo material
(It) são apresentadas no gráfico da figura 1, onde no eixo Y encontra-se o ln(T),
onde T é igual a (I
t
/I
0
) e no eixo X, a espessura correspondente à fatia das amostras.
Gráfico 4: Transmitância da amostra 1 em relação à espessura do tecido irradiada com o laser
infravermelho em 25mW.
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006).
Gráfico 5: Transmitância da amostra 2 em relação à espessura do tecido irradiada com o laser
infravermelho em 25mW
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006).
80
Gráfico 6: Transmitância da amostra 3 em relação à espessura do tecido irradiada com o laser
infravermelho em 25mW
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006).
Quadro 7: Fator de Correlação das amostras ao laser infravermelho.
Irradiância Amostra 1
Amostra 2
Amostra 3
9,854 Wm
-2
0,965 0,985 0,992
18,278 Wm
-2
0,978 0,997 0,997
28,440 Wm
-2
0,989 0,968 0,996
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006).
Observa-se nos gráficos, que os pontos que apresentam a razão I
0
/It em
relação à espessura, alguns apresentam tendência linear (amostra 2) e outros
exponencial (amostras 1 e 3). Observa-se que a transmitância da radiação
apresenta uma relação proporcional a espessura do tecido, entretanto essa variação
não apresentou significância estatística (p ≤ 0,956).
O ajuste de funções que melhor representam esse comportamento foram
obtidas por meio do programa Origin 7.0
®
. Os parâmetros fornecidos para o modelo
de equação de ajuste linear, Y = ln. (I
t
/I
0
) = - µ.x + b, e para a equação de ajuste
exponencial, Y = ln (I
t
/I
0
) = A . exp (- µ.x) + Y
0
, encontram-se na tabela 4, para todas
as situações investigadas:
81
Tabela 4: Coeficiente de atenuação (µ) médio para cada amostra em relação à irradiância (I
0
)
para o laser infravermelho de λ 826 - 829 nm.
Potência
de
saída*
Irradiância (I
0
) Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3
25 mW 9,854 Wm
-2
29,326/m 22,269/m 38,521/m
50 mW 18,278 Wm
-2
29,770/m 23,725/m 33,256/m
100 mW
Média
28,440 Wm
-2
-----
22,278/m
27,127/m
27,633/m
24,542/m
36,563/m
36,113/m
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006). *Dados fornecidos pelo
fabricante do aparelho.
Esses parâmetros correspondem aos coeficientes de atenuação para o laser
infravermelho ao interagir com as amostras 1, 2 e 3. Da análise desses dados têm-
se as seguintes constatações para as seguintes situações:
4.3.1 Para cada irradiância
- O coeficiente de atenuação do laser nas amostras apresentam a seguinte
tendência: µ
2
< µ
1
< µ
3
;
- Coeficientes de atenuação distintos informam processos diferentes de
interação da radiação da radiação com a matéria. Neste caso, os tecidos das
amostras não são equivalentes;
- As amostras 1, 2 e 3 apresentam densidades diferentes, sendo a densidade
da amostra 2 < 1 < 3;
- A amostra 2 possui a cortical menos espessa, a medular mais porosa e a
menor pigmentação dentre as amostras, apresentando portanto, o menor coeficiente
de atenuação à radiação.
82
4.3.2 Para cada amostra
Para cada amostra, verifica-se que o coeficiente de atenuação da radiação (µ)
varia com a intensidade do feixe de laser, entretanto essa variação não apresentou
significância estatística (p ≤ 0,951). Observa-se uma tendência de diminuição do
coeficiente de atenuação das amostras a medida que há um aumento da irradiância,
à exceção da amostra 2. Esse resultado confirma que os processos de interação da
radiação com a matéria dependem da taxa com que a energia é entregue ao meio.
O coeficiente de atenuação da radiação laser em cada amostra pode ser obtido
da média desses resultados.
Tabela 5: Coeficiente de atenuação (µ) médio para
cada amostra e µ médio das amostras ao laser
infravermelho de λ 826 - 829 nm
Amostra
Coeficiente de atenuação médio
1 27,127/m
2 24,542/m
3
36,113/m
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006)
Observa-se que a amostra 3 possui o maior coeficiente de atenuação da
radiação no infravermelho entre as amostras avaliadas, e a amostra 2 possui o
menor coeficiente de atenuação.
4.4 PENETRAÇÃO DO LASER INFRAVERMELHO λ 826 - 829 nm
Considerando-se os parâmetros obtidos, pode se calcular a profundidade de
penetração do laser infravermelho λ 826 - 829 nm, por meio das seguintes equações
de ajuste: para as amostras 1 e 3 x = ln ((A. y0)/T)/ µ
médio
e para a amostra 2, x = -
83
ln (T) + constante/ µ
médio
. Os valores de alcance da radiação nesses tecidos estão
apresentados na tabela 9:
Tabela 6: Penetração* da radiação do laser infravermelho de λ 826-829 nm
Potência de Saída
Irradiância (I
0
)
Penetração
amostra 1
Penetração
amostra 2
Penetração
amostra 3
25 mW 9,854 Wm
-2
0,329m 0,423 m 0,279 m
50 mW 18,278 Wm
-2
0,339 m 0,427 m 0,275 m
100 mW 28,440 Wm
-2
0,323 m 0,432 m 0,271 m
Média -------------
0,330 m 0,427 m 0,275 m
*Valores da penetração encontram-se em metros. Fonte: Dados da pesquisa. Grupo
de Física das Radiações (PUCRS, 2006)
Observa-se que quanto maior o coeficiente de atenuação da amostra, menor
será a penetração da radiação na matéria, onde a penetração da amostra 3< 1< 2.
Também se observa que a penetração da radiação na matéria sofre pequena
variação com a irradiância incidente na amostra, apresentando uma tendência de
diminuição da penetração à medida que há um aumento da irradiância, a exceção
da amostra 2.
Considerando-se as seguintes espessuras das amostras:
Amostra 1 – 0,00724 m (7,24 mm);
amostra 2 – 0,00903 m (9,03 mm);
amostra 3 – 0,00607 m (6,07 mm).
A penetração mínima e máxima da radiação do infravermelho nas amostras
variou entre 0,271 m e 0, 432 m, respectivamente. Considerando-se as espessuras
das amostras avaliadas observa-se que o laser foi transmitido pelas três amostras
independentemente da irradiância utilizada.
84
4.5 COMPARAÇÃO DO COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO E DA PENETRAÇÃO DO
LASER VERMELHO E INFRAVERMELHO
Foram feitas as médias da penetração e do coeficiente de atenuação das
amostras ao laser vermelho (λ 682 - 685 nm) e infravermelho (λ 826 - 829 nm), com
as Irradiâncias de 8,679 Wm
-2
e de 9,854 Wm
-2
, respectivamente. Foram escolhidas
à comparação essas Irradiâncias por apresentarem-se próximas.
Tabela 7: Coeficiente de atenuação e penetração da amostra 1 ao laser vermelho e
infravermelho
Fonte Laser Potência I
0
Coeficiente de atenuação Penetração
Vermelho
(λ 682-685 nm)
12mW 8,679 Wm
-2
36,324/m 0, 291m
Infravermelho
(λ 826-829 nm)
25mW 9,854 Wm
-2
29,326/m 0,329 m
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006)
Tabela 8: Coeficiente de atenuação e penetração da amostra 2 ao laser vermelho e
infravermelho
Fonte Laser Potência I
0
Coeficiente de atenuação Penetração
Vermelho
(λ 682-685 nm)
12mW 8,679 Wm
-2
24,542/m 0,489 m
Infravermelho
(λ 826-829 nm)
25mW 9,854 Wm
-2
25,628/m 0,423 m
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006)
85
Tabela 9: Coeficiente de atenuação e penetração da amostra 3 ao laser vermelho e
infravermelho
Fonte Laser Potência I
0
Coeficiente de atenuação Penetração
Vermelho
(λ 682-685 nm)
12mW 8,679 Wm
-2
60,938/m 0,188 m
Infravermelho
(λ 826-829 nm)
25mW 9,854 Wm
-2
38,521/m 0,279 m
Fonte: Dados da pesquisa. Grupo de Física das Radiações (PUCRS, 2006)
Observa-se que nas amostras 1 e 3 o coeficiente de atenuação à radiação
laser na região do vermelho apresentou-se maior que o do laser infravermelho, à
exceção da amostra 2. Quanto à penetração da radiação nas amostras, observa-se
que a penetração da radiação do laser infravermelho apresentou-se superior ao do
laser vermelho, à exceção da amostra 2. Foi observada diferença estatisticamente
significante (p ≤ 0,001) entre o laser vermelho e o infravermelho, sendo observada
maior transmitância do laser infravermelho.
86
______________________________
DISCUSSÃO
87
5 DISCUSSÃO
Os problemas suscitados pela interação entre radiação e matéria estão entre
os que mais vêm estimulando as imaginações – dos homens em geral, e dos físicos
em particular. Quando Arquimedes, em 212 a.C., concentrou os raios de sol para
queimar a frota que cercava Siracusa, na verdade agiu como um brilhante precursor
da utilização do instrumento óptico. Entretanto, foram necessários vários séculos de
considerações sobre os mecanismos de interação entre a matéria e a luz, para, em
1960, chegar-se a construção da primeira fonte laser (Maillet, 1987).
Essa tecnologia foi a princípio vista com muita descrença pelos meios
científicos, em 1972, Campbell e Mims, colocavam que recentes desenvolvimentos
em alguns braços da tecnologia laser, estavam ajudando a desmistificar a atmosfera
de ficção-científica, que tendia a circundar os lasers em suas primeiras formas.
Muitos ainda hoje vêem o laser com certa desconfiança, Walsh (1997) em sua
revisão de literatura sobre a laserterapia em tecidos duros na odontologia, coloca
seu caráter é promissor, porém, considera essencial que os protocolos de
tratamento sejam baseados em resultados de ensaios clínicos, controlados e
randomizados, para que se determinem parâmetros de irradiação baseados em
evidências científicas. Para o autor, apenas assim a aura de controvérsia e estigma
de anedota e empirismo pode ser removido dessa área de prática clínica. Portanto,
um dos primeiros passos em direção a esse objetivo, é o conhecimento de como se
processa a interação lasers/tecidos.
Para Bagratashvili et al. (2001), os lasers possuem inúmeras aplicações
quando direcionados a tecidos moles ou duros, entretanto, ao se usar esse
instrumento, sempre há o problema da seleção dos parâmetros e a dose da radiação
adequados ao êxito terapêutico. Portanto, o conhecimento das propriedades ópticas
da interação lasers/ tecidos pode ser valioso na escolha dos parâmetros de
irradiação.
Entretanto, há poucos trabalhos relatados na literatura de estudo das
propriedades ópticas dos tecidos biológicos frente a lasers em baixas densidades de
88
potência, dentre os quais destacamos as pesquisas de Bossy et al., (1985), Akira et
al., (1997), Kolárová; Ditrichová; Wagner, (1999), Bagratashivili, et al., (2001),
Haapaniemi; Scherey; Laurkaisen, (2001); Anand et al., (2003) e Kumar; Srinivasan;
Singh, (2004). Akira et al. (1997) colocam que apesar das freqüentes investigações
das propriedades ópticas de tecidos humanos através de transluminação, raros
trabalhos têm investigado as propriedades ópticas do tecido ósseo.
Assim, esse experimento visa um maior conhecimento a respeito das
propriedades ópticas de interação do tecido ósseo com os lasers de diodo vermelho
e infravermelho próximo em baixas irradiâncias, os quais conforme Brugnera e
Pinheiro, (1998); Pinheiro et al., (2001); Khadra et al., (2004b); Kanappe; Frank e
Rohde, (2004); Nissan et al., (2006) são os mais utilizados atualmente para a
laserterapia. Os dados obtidos nessa pesquisa podem auxiliar os profissionais que
utilizam essa tecnologia, fornecendo subsídios científicos para a escolha de
parâmetros de irradiação.
Estudos como o de Pinheiro et al., (2001); Mello; Mello; Mello, (2001),
Almeida-Lopes, (2003), do Nascimento et al. (2004) e Kanappe, Frank e Rohde,
(2004) demonstram que o tempo de interação e a irradiância do laser sobre os
tecidos são fatores determinantes de seu efeito, portanto é fundamental o
conhecimento da energia depositada nos diferentes substratos teciduais. Assim,
esse experimento ainda que em osso seco, fornece parâmetros da penetração da
radiação e da irradiância que os lasers na região do vermelho (λ 682 – 685 nm) e do
infravermelho próximo (λ 826 – 829 nm) atingem em diferentes espessuras da região
de corpo de mandíbulas humanas secas, obedecendo às equações de ajuste desse
trabalho.
Foram utilizadas nesse experimento duas equações de ajuste distintas, em
função dos tecidos das amostras serem diferentes, principalmente, quanto à
pigmentação, onde as amostras 1 e 3 possuíam pigmentação mais escura que a
amostra 2, assim, interagindo de maneira distinta com a radiação. A equação de
ajuste que melhor representou a interação laser/tecido da amostra 2, não foi a
mesma das amostras 1 e 3; enquanto, na amostra 2 a tendência da transmitância da
radiação apresenta-se linear, nas amostras 1 e 3 apresenta-se exponencial.
89
Não existe consenso na literatura de quase nenhum parâmetro na laserterapia.
São empregados para os mesmos fins diferentes comprimentos de onda, modelos
de irradiação, fluências e irradiâncias, como pode ser observado nos trabalhos de
Saito e Shimizu (1997); Kawasaki e Shimizu (2000); Pretto (2004); Khadra et al.
(2004a); Khadra et al. (2004b); Viegas. (2005); Weber et al. (2006); Pinheiro e Gerbi,
(2006); Nissan et al. (2006). Optou-se assim, para cada um dos comprimentos de
onda avaliados, o emprego de uma potência de saída alta, média e baixa do
aparelho utilizado, as quais ficaram próximo das potências de saída utilizadas na
maioria dos trabalhos atuais de laserterapia (CLAYMAN e KUO, 1997; WALSH,
1997; KAWASAKI e SHIMIZU, 2001; BRUGNERA et al. 2003; Do NASCIMENTO et
al., 2004; PRETTO, 2004; ABREU et al. 2004; KHADRA et al. 2004a; KNAPPE;
FRANK; ROHDE, 2004; VIEGAS, 2005; DESMET et al, 2006; PINHEIRO e GERBI,
2006; WEBER et al. 2006).
Através da mensuração da irradiância incidente (I
0
) de cada uma das potências
de saída das fontes laser utilizadas nesse experimento, pode-se observar que o grau
de aumento da potência de saída calibrada no aparelho de laser, não correspondeu,
em nenhuma situação aferida, ao grau de aumento da irradiância emanada. Assim,
devemos estar atentos a essas variações e verificarmos frequentemente a
calibração das fontes laser, a fim de evitarmos a irradiação com fluências excessivas
ou insuficientes em terapia laser.
Nesse experimento, a face de incidência da ponteira da fibra óptica do aparelho
ficou em contato com o tecido irradiado para diminuir o índice de reflexão do laser,
aumentando assim sua efetividade (CASTRO, 1992; CLAYMAN e KUO, 1997;
ALMEIDA-LOPES, 2003). Trabalhos como de Kumar; Srinivasan e Singh (2004)
demonstraram que quanto maior a distância entre a ponteira do laser e o tecido,
maior é sua reflectância e consequentemente a atenuação da radiação pelo tecido.
Observa-se que a aplicação do laser em contato com os tecidos é a mais
frequentemente utilizada à laserterapia (SAITO e SHIMIZU, 1997; MILORO et
al.,2000; BRUGNERA et al., 2003; KANAPPE; FRANK; ROHDE, 2004; PRETTO,
2004; KHADRA et al., 2004a; KHADRA et al., 2004b; VIEGAS, (2005); DESMET,
(2006); WEBER et al. 2006).
90
A distância de 11 cm, entre a ponteira de irradiação do laser e o leitor do
espectrorradiômetro, foi definida no LIR do GFR
18
, após testes de irradiações com a
fonte laser utilizada nesse experimento, a fim de obter medidas precisas sem,
contudo, exceder os limites de irradiância seguros ao funcionamento do
espectrorradiômetro.
A escolha da mandíbula nesse estudo deveu-se aos seguintes fatores:
- Não há relatos na literatura de trabalhos avaliando as propriedades ópticas da
mandíbula humana, até o presente momento;
- A mandíbula é o maior e mais forte osso da face, entretanto, devido sua
posição proeminente, é frequentemente fraturado em traumas do complexo
maxilofacial (FONSECA et al., 1997);
- Diversos procedimentos cirúrgicos podem provocar déficits neurossensoriais
do nervo alveolar inferior (MILORO et al., 2000; ABREU et al., 2005);
- É comum a reabilitação bucal através de implantes osseointegrados na
mandíbula (DINATO e POLIDO, 2001).
Logo, a mandíbula é um dos principais ossos da face de atuação do cirurgião
bucomaxilofacial e, muitas vezes, a laserterapia é direcionada a esse osso visando
dinamizar processos de cicatrização de fraturas, de alvéolos após exodontias,
acelerar retorno da função neurossensorial danificada, acelerar o processo de
osseointegração de implantes, dentre outras situações (WALSH, 1997; CLAYMAN e
KUO, 1997; KUCEROVÁ et al., 2000; PRETTO, 2004; KHADRA et al., 2004a;
KHADRA et al., 2004b; ABREU et al., 2005; PINHEIRO et al., 2006; WEBER et al.,
2006; DESMET et al., 2006).
A área de eleição da região de corpo da mandíbula para confecção dos blocos
ósseos não foi escolhida de forma arbitrária. Essa região atende a aspectos
91
considerados importantes do ponto de vista clínico e funcional do experimento: é
trespassada pelo canal mandibular, que contém o nervo alveolar inferior, para o qual
seguidamente é direcionada a laserterapia visando o tratamento de déficits
neurossensoriais (MINDAMBA e HAANAES, 1993; KULLAR et al., 1996; MILORO et
al., 2000; ABREU et al., 2005), é uma área frequentemente submetida ao tratamento
com implantes, onde a laserterapia é direcionada a essa região, visando um
aumento da neoformação óssea na interface implante/osso (PINHEIRO et al., 2001;
PRETTO, 2004: KHADRA et al, 2004b, PINHEIRO e GERBI, 2006). Outros fatores
foram de cunho funcional ao experimento, onde era necessário haver duas corticais
o mais paralelo e planas possível, para que ambas fossem incluídas no acrílico não
se deslocando durante seu fatiamento na máquina de corte, e que uma superfície de
tecido plana, possibilitasse um maior contato com a face de irradiação da ponteira do
aparelho.
BARROS et al. (2001) avaliaram a densidade óptica de mandíbulas humanas
de cadáveres, concluindo não há diferenças estatisticamente significante da
densidade óssea óptica entre o lado direito e esquerdo de uma mesma mandíbula.
Nesse experimento foram confeccionadas amostras da região de corpo de somente
um dos lados de cada uma das mandíbulas, tendo em vista que as amostras eram
igualmente desdentadas posteriores bilaterais, devendo possuir uma densidade
óssea óptica próxima em ambos os lados, e conseguinte de interação com o laser.
Em conjunto com o GFR foi estabelecida a necessidade de três corpos de prova
provenientes de indivíduos diferentes para que fosse possível observarmos a
tendência da interação lasers/osso, e assim, preservou-se uma hemi-mandíbula de
cada amostra para que possa ser utilizada em outros estudos.
Não há relatado na literatura trabalhos com metodologia semelhante à
empregada nesse experimento, assim foi decidido começar a análise das
propriedades da mandíbula por sua fase inorgânica. Foi necessário o
desenvolvimento de uma metodologia de trabalho e determinação de equações de
ajuste adequadas a esse modelo experimental; foi considerado sensato começar
essa pesquisa com o tecido ósseo seco devido a sua menor fragilidade e
sensibilidade a variações de temperatura e umidade e menor anisotropia tecidual.
18
Orientação da Profa. Dra. Mara Regina Rizzatti
92
Diversos métodos têm sido empregados para mensurar a energia luminosa,
dentre eles destacam-se os radiômetros, espectrômetros, espectrofotômetros e os
espectrorradiômetros. BLOWLEY et al. (1995) avaliaram a penetração do laser de
Ho:YAG em fluidos através do uso de medidores de potência de laser. Kolárová et
al. (1999) mensuraram in vitro a penetração do laser em tecido epitelial através da
detecção da energia em CCD. Lamotte et al. (2001) avaliaram a potência de saída
de lasers pointers de diodos vermelhos através de radiômetros. Bagrastahvili et al.
em 2001, utilizou o espectrofotômetro para mensurar formação de radicais livres de
tecidos biológicos compostos por colágeno, quando irradiados por laser. Na
Odontologia a calibração e os testes de potência dos fotopolimerizadores, em geral,
são performados com radiômetros, destacamos os trabalhos de Wiggins et al.
(2004); Owens (2006) que avaliaram a irradiância de fotopolimerizadores de luz
halógena e de LED através da utilização de radiometria.
Entretanto, o método de mensuração de energia luminosa de maior acuidade e
que possibilita avaliações das características espectrais da energia luminosa é a
espectrorradiometria, e a maioria dos trabalhos com essa tecnologia, envolvem
espectrorradiometrias da luz solar (MENNO et al., 2002; OLIVER e MOSELEY,
2002: DIAZ et al., 2005; KAZADZIS et al., 2005; PETKOV et al., 2006). Na
odontologia há raros trabalhos com o espectrorradiometria, dentre eles
destacaremos Namoto; Mccabe e Hirano (2004) que utilizaram o
espectrorradiômetro para mensurar a irradiância e as características espectrais da
luz advinda de fotopolimerizador convencional, plasma e de LED.
A diferença básica entre o espectrorradiômetro e os radiômetros diz respeito à
espectrorradiometria fornecer a irradiância espectral da fonte emissora em função do
comprimento de onda, enquanto os demais leitores realizam tão somente a
mensuração quantitativa da radiação. A análise dos dados obtidos através da
irradiância espectral possibilita através de modelos matemáticos avaliarmos sua
interação com a matéria, assim, obtendo-se dados como o coeficiente de atenuação
e as características do meio irradiado. No presente estudo, foi possível através do
programa Origin 7.0
®
o estabelecimento de equações de ajuste aos dados
mensurados pelo espectrorradiômetro, e assim determinar o coeficiente de
93
atenuação e a penetração da radiação na região de corpo da mandíbula humana
aos lasers vermelho de λ 682 - 685 nm e infravermelho de λ 826 - 829 nm.
Para Clayman e Kuo, (1997); Pinheiro e Brugnera, (1998); Kolárová; Ditrichová;
Wagner, (1999); Mello; Mello; Mello, (2001); Haapaniemi; Scherey e Laurikasien
(2001); Almeida-Lopes, (2003); Kumar; Srinivasan e Singh, (2004); Whittaker (2004);
Goldhahn et al. (2005); Bargo et al., (2005); Viegas (2005); Youn et al. (2006) os
tecidos são anisotrópicos do ponto de vista óptico e, portanto, interagem com a
radiação eletromagnética de maneira distinta. Dessa forma, diferentes comprimentos
de onda apresentarão atenuação e penetração distintos frente um mesmo tecido.
Nossos resultados corroboram com esses autores, observamos que os coeficientes
de atenuação e a penetração da radiação do laser vermelho e do infravermelho
foram distintos dentro de uma mesma amostra.
Para Kolárová; Ditrichová; Wagner, (1999); Anand et al., (2003); Kumar;
Srinivasan; Singh, (2004); Bargo et al., (2005) um mesmo tecido pode apresentar
padrões ópticos diferentes entre indivíduos de mesma espécie, decorrentes de
características individuais de pigmentação, aporte sanguíneo, densidade tecidual,
porcentual de gordura, dentre outros. Isto foi evidenciado nesse estudo, onde os
coeficientes de atenuação e a penetração dos lasers apresentaram valores
diferentes para cada amostra, demonstrando que os protocolos de irradiação devem
levar em conta esses fatores individuais.
Foi demonstrado nesse experimento que a medida que as fatias ósseas das
amostras eram retiradas, diminuindo a espessura da barreira, a transmissão da
radiação aumentava. Assim, verificou-se que a transmissão da radiação e
consequentemente o coeficiente de atenuação da luz possuem relação diretamente
proporcional à espessura do tecido irradiado.
Em relação à potência do laser e sua atenuação pelas amostras, foi observado
que com o aumento da irradiância dos lasers (λ 682 - 685 nm e λ 826 - 829 nm),
houve uma tendência à diminuição da atenuação pelas amostras aos lasers, a
exceção da amostra 2. A amostra 2 apresenta-se mais opaca que as amostras 1 e 3,
as quais apresentam uma pigmentação mais escura, assim pode-se creditar esse
94
padrão de interação distinto da amostra 2, a sua fraca pigmentação em relação aos
demais corpos de prova. Autores como Clayman e Kuo (1997); Brugnera e Pinheiro
(1998); Kolárová; Ditrichová; Wagner (1999); Haapaniemi; Scherey; Laurikainem
(2001); Pinheiro (2001); Bargo (2005) afirmam que um dos principais parâmetros da
interação lasers/tecidos é a pigmentação do tecido irradiado, assim tecidos de
coloração distintas devem ter uma interação distinta a um determinado comprimento
de onda.
A maioria dos trabalhos envolvendo tecido ósseo é realizada com lasers
cirúrgicos trabalhando com altas densidades de potência, e avaliam sua capacidade
de corte e o dano térmico colateral da fotoablação, os autores afirmam que o laser
ideal para a fotoablação do tecido ósseo seria um comprimento de onda com alta
absorção por esse tecido, assim concentrando a energia, proporcionando um corte
mais preciso e evitando o espalhamento do calor (IZATT et al., 1991; CLAYMAN e
KUO, 1997; FRIESEN et al., 1999; SPENCER et al., 1999; WALLACE et al., 2004;
GOLDHAHN et al., 2005; YOUN et al. 2006). Até o presente momento, o laser
comercial mais utilizado e adequado à fotoablação do tecido ósseo tem sido o
Er:YAG (λ 2.094 - 2.790 nm), pois trabalhos como de Wallace et al. (2004);
Goldhahn et al., (2005) e Youn et al., (2006) demonstram que essa região do
espectro eletromagnético possui alta absorção pela água, sendo o tecido ósseo
composto entre 10 -15% de água (BAGRATASHVILI et al. 2001), radiações nessa
região do espectro do espectro eletromagnético possuem alta absorção com baixa
transmissão e espalhamento no osso, minimizando, dessa forma, danos térmicos.
Atualmente vem sendo fabricados lasers de diodo que trabalham com média e
alta densidade de potência, em comprimentos de onda entre 812- 980 nm, os quais
até o momento são utilizados em cirurgias de tecidos moles (SARVER e YANOSKY,
2005). Lasers de diodo possuem um menor custo em relação aos outros lasers
cirúrgicos, assim é possível que um maior número de profissionais venha a adquirir e
trabalhar com essa tecnologia, devendo, portanto, também ser avaliada suas
propriedades de interação com os tecidos duros. Assim, o presente trabalho, avaliou
as propriedades ópticas do tecido ósseo seco em relação ao comprimento de onda
infravermelho de 826 - 829 nm.
95
Entretanto, no presente trabalho foram utilizadas irradiâncias empregadas à
laserterapia, os quais trabalham com baixas densidades de potência, não
ultrapassando o limiar de fotoablação dos tecidos. Abreu et al. (2005); Viegas
(2005); Desmet et al. (2006) afirmam que a laserterapia produz efeitos fotoquímicos
e fotoelétricos nos tecidos biológicos, resultando em estados eletrônicos excitados
que provocam diversas reações químicas nas células e no meio extra-celular.
Portanto, espera-se uma interação distinta entre os lasers de alta e os de baixa
potência, tornando-se difícil o confrontamento de trabalhos envolvendo esses dois
grupos.
Conforme Pinheiro et al. (2001); Pinheiro e Gerbi, (2006); Weber et al., (2006),
o efeito clássico de bioestimulação é por meio do laser visível, porém atualmente
estudos demonstram melhores resultados para o tratamento de tecido ósseo, por
meio do infravermelho, pois este apresenta alta penetração nos tecidos, com efeitos
mais efetivos em λ 830 nm, quando comparados aos lasers de emissão em λ 632,8
ou λ 790 nm. Khadra et al. (2004b) afirma que o uso do diodo de AsGaAl obteve um
grande crescimento nos últimos dez anos, o qual possui uma alta penetração
quando comparado a outros meios ativos. Kolárová et al. (1999) avaliaram a
penetração dos lasers visíveis de He-Ne (λ 632 nm) e de diodo de (λ 675 nm) em
pele humana, observando uma maior penetração do diodo de 675 nm. Khadra et al.
(2004a) afirma que a profundidade de penetração do laser de diodo AsGaAl (830
nm) em tecidos vivos é em torno de 20 a 30 mm. No presente estudo foi observado
penetração entre de 18 e 48 mm do laser infravermelho (λ 826-829 nm) e entre 0,27
e 0,43 m do laser vermelho (λ 682 - 685 nm) em tecido ósseo de mandíbula humana
seca.
Foi observado no presente estudo, uma penetração superior do laser
infravermelho em relação ao vermelho nas amostras 1 e 3, corroborando com
Pinheiro et al. (2001); Pinheiro e Gerbi, (2006); Weber et al., (2006). Na amostra 2 foi
observado o contrário, onde o laser vermelho apresentou uma maior penetração em
relação ao laser infravermelho. Autores como Clayman e Kuo (1997); Brugnera e
Pinheiro (1998); Kolárová; Ditrichová; Wagner (1999); Haapaniemi; Scherey;
Laurikainem (2001); Almeida-Lopes (2003); Brugnera et al. (2003); Kumar;
Srinivasan; Singh (2004); Desmet (2006) afirmam que características teciduais como
96
a pigmentação, constituição e morfologia influenciam na interação lasers/tecidos.
Castro (1992); Clayman e Kuo (1997); Brugnera e Pinheiro (1998); Kolárová;
Ditrichová; Wagner (1999); Haapaniemi; Scherey; Laurikainem (2001); Brugnera et
al. (2003); Bargo (2005) colocam que radiações na região do espectro
eletromagnético do vermelho possuem maior absorção por pigmentos que radiações
no infravermelho, assim pode-se atribuir esse comportamento distinto da amostra 2
em relação as amostras 1 e 3, a sua menor pigmentação e por conseguinte menor
atenuação à radiação no espectro vermelho. A amostra 2 apresentou coeficiente de
atenuação à radiação com laser vermelho e infravermelho muito próximos.
São escassos os trabalhos que avaliaram as propriedades ópticas da interação
dos lasers em baixa densidade de potência com o tecido ósseo, podemos destacar
os trabalhos de Bossy et al. (1985); Akira et al. (1997) e Haapaniemi, Scherey e
Laurikainen (2001). Porém, a metodologia empregada nesses experimentos foi
distinta a desse estudo, o qual é pioneiro na obtenção e determinação das
propriedades ópticas da mandíbula à radiação laser através da espectrorradiometria
direta e análise dos dados no programa Origin
®
7.0, respectivamente.
Bossy et al., (1985) avaliaram a penetração do laser infravermelho de diodo (λ
850nm) com potências de saída entre 1 e 11 mW, em osso longo bovino, porém não
informam qual foi diâmetro da ponteira de irradiação do aparelho e o modo de
aplicação, impossibilitando o cálculo da densidade de potência utilizada em seu
experimento. Os autores mensuraram a energia transmitida (It) através de um
sensor de fotovoltagem, observando com irradiação de 10 mW, um alcance do laser
de 18 mm na direção axial do osso e de 6 mm na direção córtico-medular. Em nosso
experimento também foi utilizado um laser emitindo na região do espectro
eletromagnético infravermelho. A mandíbula possui características similares do
tecido ósseo utilizado por Bossy et al. (1985), possui uma cortical externa e tecido
medular internamente, porém em nosso estudo as irradiações foram somente
realizadas no sentido córtico-medular onde observou-se uma penetração entre 0,27
e 0,42 m quando irradiado com λ 826 - 829 nm na potência de saída de 25 mW. À
medida que a irradiância foi aumentada no presente estudo, observou-se uma
tendência de uma maior penetração do laser infravermelho nas amostras.
97
Akira et al. (1997) avaliaram a interação dos lasers infravermelhos com tecidos
bovinos, no qual a barreira óssea foi variada em função da densidade da amostra,
que foi sendo gradativamente desmineralizada e irradiada. Foi observada uma
relação diretamente proporcional entre a densidade óssea e a atenuação à radiação.
Em nosso experimento, a barreira de tecido ósseo foi variada em função da
espessura das peças, e corroboramos com Akira et al. (1997), observando que
conforme se aumenta a barreira tecidual, maior é a atenuação ao infravermelho.
Akira et al. (1997) não utilizou laser na região do vermelho do espectro
eletromagnético em seu experimento, porém observamos que o mesmo ocorre para
o laser vermelho (λ 682-685 nm). Tanto no estudo de Akira et al. (1997), quanto no
presente experimento, não foi distinguida a luz que foi atenuada pela reflexão e
espalhamento da que foi atenuada pela absorção. Porém, será avaliado na
seqüência desse trabalho a reflexão da radiação pelas amostras, a fim de
calcularmos o coeficiente de absorção das amostras utilizadas nesse experimento,
sendo possível então, a distinção entre a radiação absorvida da espalhada e
refletida pelo tecido ósseo.
Haapaniemi, Scherey e Laurikainen (2001) mensuraram a transmitância dos
lasers de λ 632 nm e λ 780 nm através do promontório humano fresco, cuja
espessura óssea das seis amostras avaliadas variaram entre 0.51 e 1.42 mm.
Observaram a atenuação pelo promontório ao laser infravermelho (780 nm) foi de
22-65% (média 42%) e a transmissão de 35-78% (média 57%) e para o laser
vermelho (632 nm) a atenuação foi de 79% e a transmissão de 21%. Os autores
colocam que a transmissão da radiação através do tecido ósseo é dependente da
espessura do osso, e que o infravermelho possui uma menor atenuação e por
seguinte, uma maior transmissão nesse tecido. Corroboramos que a transmissão
dos lasers é dependente da espessura do tecido ósseo para ambos os
comprimentos de onda vermelho e infravermelho, e também observamos uma
tendência de maior penetração do infravermelho em relação ao vermelho no tecido
ósseo humano seco.
No presente estudo, por tratar-se de mandíbula seca, não havia a presença da
parte orgânica do tecido ósseo a qual é formada principalmente por fibras de
colágeno que constituem 30% do tecido ósseo, nem água, que corresponde de 10-
98
15% do volume do osso. Também não houve presença do conteúdo sanguíneo, o
qual se encontra em sua maior parte alojado na medula óssea e em menor parte nos
sistemas de Havers (PREIN et al., 1997; JUNQUEIRA e CARNEIRO, 1999;
BAGRATASHVILI et al., 2001; GERHARDT de OLIVEIRA, 2002). Na presença
desses constituintes do tecido ósseo, in vivo, sugere-se que deve haver um maior
coeficiente de atenuação aos lasers vermelhos e infravermelhos em decorrência do
colágeno e do tecido adiposo (AKIRA et al.,1997; KOLÁROVÁ et al. 1999;
WHITTAKER, 2004). Entretanto, o vermelho deveria sofrer uma maior atenuação
nessa situação, por possuir alto coeficiente da absorção por sangue e pigmentos
teciduais como a hemoglobina, bilirrubina e a mioglobina (KUMAR; SRINIVASAN;
SINGH, 2004; BARGO et al, 2005), os quais apresentam-se em maior quantidade
junto a porção inorgânica do osso e nas hemácias junto a medula óssea. O trabalho
de Haapaniemi, Scherey e Laurikaisen, (2001) confirma essa expectativa,
demonstrando que o laser vermelho possui maior atenuação pelo tecido ósseo
fresco que a radiação na região do infravermelho do espectro eletromagnético.
Trabalhos como os de Spencer et al., (1999); Wallace et al. (2004); Whittaker,
(2004); Goldhahn et al., (2005) e Youn et al., (2006); Gulsoy et al., (2006)
demonstram que os lasers são seletivamente absorvidos pela água. Sendo a água o
principal constituinte (65.3%) de todos os tecidos biológicos, a capacidade de
absorção da água torna-se um parâmetro importante na escolha do comprimento de
onda (GULSOY et al, 2006). Porém, não há como sugerir qual dos comprimentos de
onda avaliados nesse trabalho teria maior atenuação pela água presente no tecido
ósseo, devido à falta dessa informação na literatura. Peavy et al. (1999) colocam que
a água é absorvida principalmente pela região do espectro eletromagnético
compreendido entre λ 2000 e 10.000 nm. Para Whittaker (2004) a água possui alto
coeficiente de absorção em comprimentos de onda superiores a 1.400 nm, e os
lasers vermelhos e infravermelhos próximos possuem baixo coeficiente de absorção
pela água. Gulsoy et al. (2006), afirma que diodos de alta potência no infravermelho
próximo (λ 980 nm) vêm sendo utilizados na síntese de pele devido sua relativa alta
absorção pela água.
Neste trabalho, em função das ausências dentárias posteriores, foi utilizado o
forame mentual como referência para a realização dos blocos ósseos de 25 mm de
99
comprimento, os quais estavam situados 15 mm para posterior desta referência
anatômica. Sendo o canal mentual geralmente localizado na região de pré-molares
(FONSECA et al, 1997; FIGÚN e GARINO, 2003), sugere-se que as amostras desse
estudo pertenciam ao corpo mandibular na região relativa aos pré-molares e
molares. Os resultados dessa pesquisa demonstraram que quanto mais espesso o
tecido ósseo, menor é a transmissão dos lasers e consequentemente menor a
penetração da radiação. Portanto, ao realizarmos irradiações com objetivo de
atingirmos porções mais internas da mandíbula, como por exemplo, no tratamento
de injúrias do nervo alveolar inferior, seria mais recomendado procedermos à
irradiação com a ponteira colocada junto a tábua óssea lingual devido a menor
espessura de tecido ósseo nessa região.
Conforme o laudo antropométrico, as mandíbulas utilizadas em nosso
experimento pertenciam a indivíduos adultos, que são constituídos em sua maior
porção por osso maduro ou lamelar, o qual possui uma maior densidade em relação
ao tecido ósseo imaturo (JUNQUEIRA e CARNEIRO, 1999). Foi observado nesse
estudo, que à medida que há aumento da espessura do tecido e conseguinte a
barreira óssea; menor é a transmissão da radiação a ambos os comprimentos de
onda (λ 682-685 nm e λ 826-829 nm), pode-se esperar, portanto, que ossos imaturos
apresentem uma maior transmitância e penetração aos lasers. Assim, ao
procedermos irradiações em leitos ósseos em processo de reparo, é importante
considerar esse parâmetro de interação, a fim de evitar fluências excessivas, as
quais podem retardar o processo de reparo (VIEGAS, 2005; PINHEIRO e GERBI,
2006).
Os resultados de nosso experimento corroboram parcialmente com autores
como Saito e Shimizu, (1997); Pinheiro et al., (2001); Khadra et al. (2004b) Weber et
al. (2006) que afirmam que os lasers infravermelhos possuem maior penetração
tecidual em relação ao comprimento de onda na região do vermelho do espectro.
Faz necessário uma ressalva aos trabalhos desses autores, pois não embasaram
essa afirmação em trabalhos que tenham mensurado a penetração desse laser no
tecido ósseo. Nesses trabalhos, a maior penetração dos lasers infravermelhos é
dada em função de sua menor atenuação pela pele em relação aos lasers visíveis
que são fortemente absorvidos por pigmentos tissulares, conforme observado nos
100
trabalhos de Kolárová, Ditrichová; Wagner (1999) e Whittaker (2004). No presente
trabalho, foi observado que há uma tendência de uma maior penetração do laser
infravermelho (λ 826 – 829 nm), entretanto as características do tecido são
fundamentais nesse processo de interação, onde o laser vermelho pode possuir uma
maior penetração tecidual, como observamos na amostra 2.
BAHLIS (1999) avaliou a confiabilidade das medidas das tomografias lineares
em 20 hemi-mandíbulas humanas secas em região de corpo da mandíbula de um
ponto 15 mm posterior ao forame mental. A área de eleição para as medidas em seu
trabalho foi próxima à área da confecção das amostras do presente experimento,
localizando-se 10 mm anterior ao ponto em que as mandíbulas foram irradiadas
nesse trabalho. Esse autor encontrou uma espessura transversal média de 9,55 mm
da mandíbula, mensurada na altura do conduto mandibular. Portanto, pode-se
sugerir que nesse modelo experimental e tendo como base os parâmetros utilizados
ao cálculo do coeficiente de atenuação das amostras e a penetração da radiação
nas mesmas, os lasers em ambos os comprimentos de onda empregados nesse
estudo seriam transmitidos pela região de corpo da mandíbula. Porém, in vivo a
penetração do laser na região de corpo mandibular poderá ser reduzida em função
da porção orgânica desse tecido e dos componentes da medula óssea, os quais
estiveram ausentes nesse trabalho.
A caracterização dos tecidos a partir de suas propriedades ópticas de interação
com os lasers, vem crescendo significativamente, apresentando como vantagens
seu caráter de exame “não-invasivo” e a não utilização de radiação ionizante, ao
contrário dos exames de imagens feitos com raios- x (AKIRA et al. 1997; ANAND, et
al., 2003; KUMAR; SRINIVASAN; SINGH, 2004; BARGO et al., 2005). Dessa forma,
o conhecimento das propriedades ópticas do tecido ósseo frente ao laser, pode
servir como auxiliar no diagnóstico, tratamento e acompanhamento de diversas
condições ósseas.
Um dos êxitos desse trabalho foi demonstrar ser possível à determinação do
coeficiente de atenuação (µ) do tecido ósseo por meio da espectrorradiometria
direta, dentro desse protocolo experimental. Conforme as equações de ajuste
utilizadas nesse experimento, de posse do coeficiente de atenuação de um tecido, é
101
possível calcularmos parâmetros de irradiação, tal qual a irradiância incidente (I
0
)
necessária para atingirmos determinada profundidade tecidual, e qual será a
irradiância em determinada profundidade do tecido que obteremos ao irradiá-lo com
determinado I
0
. Dessa forma, será possível o estabelecimento de protocolos de
irradiação embasados cientificamente, diminuindo o caráter de empirismo ainda hoje
creditado a laserterapia, principalmente por sua falta de parâmetros bem
estabelecidos.
Outro aspecto importante a ser levantado é o porquê do baixo número de
trabalhos relatados na literatura de estudo das propriedades ópticas, não somente
do tecido ósseo, mas dos tecidos biológicos em geral. Pode-se creditar essa razão à
baixa interação que, em geral, ocorre entre os profissionais das ciências exatas com
os da saúde. O laser como uma forma de radiação isolada é uma área do
conhecimento de interesse das Ciências Exatas. Entretanto, o estudo dessa energia,
sem vislumbrar possíveis aplicações práticas em outras áreas, torna-se infrutífero.
Por sua vez, o adequado conhecimento das propriedades das radiações
eletromagnéticas pelos profissionais da saúde, acarreta em um uso mais racional e
científico dessa energia. Assim, é imprescindível e de interesse mútuo, a interação
dessas duas áreas do conhecimento, a fim de construir uma base científica sólida de
conhecimento e desenvolvimento do laser, revertendo isso em benefícios à
população.
Assim, obtidos os parâmetros de interação dos lasers na região do espectro
eletromagnético do vermelho (λ 682-685 nm) e do infravermelho (λ 826-829 nm) com
mandíbulas humanas secas, deve ser o próximo passo dessa linha de pesquisa,
avaliar as características ópticas de interação dos lasers com o tecido ósseo fresco,
ou desmineralizado.
102
_ CONCLUSÕES
103
6 CONCLUSÕES
Baseado nos resultados obtidos nessa pesquisa, sob esse modelo
experimental pode-se concluir que os valores do coeficiente de atenuação e a
penetração dos lasers na região do vermelho de λ 682 - 685 nm e do infravermelho
de λ 826 - 829 nm do espectro eletromagnético na região de corpo de mandíbula
humana seca, são determinados pelas características ópticas e morfológicas do
tecido, não sendo possível a determinação de um padrão único de interação
laser/tecido, e sim observarmos tendências como:
a) A transmissão dos lasers na região do vermelho de λ 682 - 685 nm e
infravermelho de λ 826 - 829 nm do espectro eletromagnético pela região de corpo
de mandíbula humana seca, possui relação inversamente proporcional à espessura
do tecido irradiado.
b) O coeficiente de atenuação dos lasers na região do vermelho de λ 682 - 685
nm e infravermelho de λ 826 - 829 nm do espectro eletromagnético pela região de
corpo de mandíbula humana seca, possui relação inversamente proporcional à
Irradiância.
c) A penetração dos lasers na região do vermelho de λ 682 - 685 nm e na
região do infravermelho de λ 826 - 829 nm do espectro eletromagnético pela região
de corpo de mandíbula humana seca, possui relação inversamente proporcional à
Irradiância.
d) A penetração dos lasers na região do vermelho de λ 682 - 685 nm e na
região do infravermelho de λ 826 - 829 nm do espectro eletromagnético pela região
de corpo de mandíbula humana seca, não altera-se significativamente em função da
variação da Irradiância e sim em função do comprimento de onda utilizado.
104
e) O laser na região infravermelho de λ 826 - 829 nm do espectro
eletromagnético possui um menor coeficiente de atenuação e uma maior penetração
em relação ao vermelho de λ 682 - 685 nm, na região de corpo de mandíbula
humana seca.
f) Foi possível o cálculo dos coeficientes de atenuação das três amostras,
dentro desse modelo experimental, desde que respeitados as características
morfológicas e de pigmentação de cada amostra e a adequação de equações de
ajuste distintas as mesmas.
105
REFERÊNCIAS
106
REFERÊNCIAS
19
ABREU, M.E.R., MEZZOMO, L.A., VIEGAS, V.N., PAGNONCELLI, R.M. Laser e sua
utilização em frenectomia labial inferior - Relato de caso. Rev. Odonto Ciência,
v.17, n. 37, p.250-53, 2002.
ABREU, M.E.R.; VIEGAS, V.N.; R.M. PAGNONCELLI. Biomodulation with low-laser
(830 nm) in surgically assisted maxillary expansion. The 9 th Internacional
Congress on laser Dentistry, july 21-24, 2004.
ABREU, M.E.R.; VIEGAS, V.N.; PINTO, P.R.; LIMA, E.S.M.; PAGNONCELLI, R.M.
Lasers na Ortodontia. Ortodontia Gaúcha, v. 9, n. 2, p.135-141, 2005.
AIRAKSINEN, O., et al. Low power lasers in physical therapy: measurement of
optical output power of devices. Acupunct Electrother Res. Jan-Mar; v.18, n.1, p.9-
16, 1993.
ALMEIDA-LOPES, L. Laserterapia na Odontologia. Biodonto – Clínica
Odontológica Integrada, Bauru, v.1, n.1, p.10-88, Nov/Dez 2003.
AL-WATBAN, F. A. H.;ZHANG,X. Y. The acceleration of wound healing is not
attributed to laser skin transmission. Laser Therapy, v.11, n.1, p.6-10, 1999.
ANAND, N.S., et al. Laser reflectance imaging of human forearms and their tissue-
equivalent phantoms. Med Biol Eng Comput, v.41, p.28-32, 2003.
BARNES, C. et. al. Accuracy of quantum sensors measuring yield photon flux and
photosynthetic photon flux. Hort Science, Dec; v. 28, n.12, p.1197-200, 1993.
BAGRATASHVILI, V.N. et al. An EPR and optical spectroscopy study of the effect of
laser radiation on biological tissues. High Energy Chemistry, v. 35, n. 6, p. 423-429,
2001.
BAHLIS, A. Avaliação, em mandíbulas secas, da confiabilidade das medidas
nas tomografias lineares. Porto Alegre, 1999. Dissertação (Dissertação de
Mestrado) – Faculdade de Odontologia, Pontifícia Universidade Católica do Rio
Grande do Sul, 1999.
19
De acordo com NBR6023: Informação e Documentação- Referências-Elaboração, de 2002, da
Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro-RJ
107
BARROS, F.J.B.C. et al. Avaliação óptica da densidade óssea na região retromolar
em mandíbulas de cadáveres, através do uso de imagens digitalizadas. Rev.
Odonto Ciência, v.16, n. 33, p.103-110, 2001.
BLOMLEY, M.J. et al. Penetration of the holmion:YAG laser through fluid. J Vasc
Interv Radiol, v.6, n. 6, p. 903-10, 1995.
BOSSY, J. et al. In vitro survey of low energy laser beam penetration in compact
bone. Acupunct Electrother Res, v.10, n.1-2, p. 35-9, 1985.
BRUGNERA JUNIOR, A.; PINHEIRO, A. L. B. Lasers na Odontologia Moderna.
São Paulo: Pancast, 1998. 356 p.
BRUGNERA JÚNIOR, A.; LADALARDO, T.C.C.P.; CRUZ, F.M. Introdução. In:
BRUGNERA JÚNIOR, A. et al. Atlas de laserterapia aplicado à clínica
odontológica. São Paulo: Santos, 2003. p.1-8.
CLAYMAN, L., KUO, P. Lasers in Maxillofacial Surgery and Dentistry. New York:
Ed. Thieme, 1997. 188 p.
CAMPBELL, R.W.; MIMS, F.M. Semiconductor diode lasers. Indianapolis; Howard
W. Sams & Co. Inc, 1972.
CASTRO, D.J. Physical principles of lasers. In: APFELBERG, D.B. Atlas of
cutaneous laser surgery. New York: Raven Press, 1992. p. 1-13.
DESMET, K.D. et al. Clinical and experimental applications of NIR – LED
photobiomodulation. Photomedicine and Laser Surgery, v.24, n.2, p.121-128,
2006.
DIAZ, S. et al. Multichannel radiometer calibration: a new approach. Appl Opt, v.10,
n. 44, p. 5374-80, 2005.
DO NASCIMENTO, P. M. et al. A preliminary report on the effect of laser therapy on
the healing of cutaneous surgical wounds as a consequence of an inversely
proportional relationship between wavelength and intensity: histological study in rats.
Photomedicine and Laser Surgery, v.22, n.6, p.513-518, 2004.
ELSON, L.M. Practical laser safety in oral and maxillofacial surgery. In: CLAYMAN,
L.; KUO, P. Lasers in Maxillofacial Surgery and Dentistry. New York: Ed. Thieme,
1997. p. 11-17.
108
ESTRELA, C. Metodologia científica: ensino e pesquisa em Odontologia. São
Paulo: Artes Médicas, 2001.
FONSECA, J.R.; WALKER, R.V.; BETTS, J.N.; DEXTER BARBER, H. Oral and
maxillofacial trauma, vol. 1. 2 ed. Philadelphia; W.B. Saunders Company, 1997.
652p.
FIGÚN, M.E.; GARINO, R.R. Anatomia Odontológica Funcional e Aplicada. 2 ed.
Porto Alegre; Artmed, 2003.
GENOVESE, W.J. Laser de baixa intensidade. São Paulo: Lovise, 2000. 175p.
GOLDHAHN, J. et al. New implant designs for fracture fixation in osteoporotic bone.
Osteoporos Int, v. 16, p. 112-119, 2005.
GULSOY, M. et al. Closure of skin incisions by 980nm diode laser welding. Lasers
Med Sci, v. 21, p. 5-10, 2006.
HAAPANIEMI, J.; SCHREY, A.; LAURIKAINEN. The effect of promontorial bone on
laser light transmission in measuring capillary blood flow in vivo. Eur Arch
Otorhinolaryngol, v. 258, p.209-212, 2001.
HILLENKAMP, F. Laser radiation tissue interaction. Health Physics, v.56, n.5,
p.613-616, 1989.
IZATT, J.A. et al. Wavelength dependence of pulsed laser ablation of calcified tissue.
Lasers Surg Med, v. 11, n. 3, p. 238-249, 1991.
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Tecido Ósseo. In: JUNQUEIRA, L. C.;
CARNEIRO, J. Histologia Básica. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, p.
111-128, 1999.
KAZADZIS, S. et al. Direct spectral measurements with a Brewer spectroradiometer:
absolute calibration and aerosol optical depth retrieval. Appl Opt, v.20, n.44(9),
p.1681-90, 2005.
109
KHADRA, M. et al. Enhancement of bone formation in rat calvarial bone defects
using low-level laser therapy. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod,
v.97, p.693-700, 2004a.
KHADRA, M. et al. Low-level laser therapy stimulates bone-implant interaction: an
experimental study in rabbits. Clin. Oral Impl. Res, v.15, p.325-332, 2004b.
KNAPPE, V.; FRANK, F.; ROHDE, E. Principles of lasers and biologic effects.
Photomed Laser Surg, v. 22, n.5, p.411-417, 2004.
KAWASAKI, K.; SHIMIZU, N. Effects of low-energy laser irradiation on bone
remodeling during experimental tooth movement in rats. Lasers in Surgery and
Medicine, v.26, p.282-291, 2000.
KHANWILKAR, E.H. Laser Safety. In: APFELBERG, D.B. Atlas of cutaneous laser
surgery. New York: Raven Press, 1992. p. 13-20.
KHULLAR, S.M. et al. Effect of low-level laser treatment on neurosensory deficits
subsequent to saggittal split ramus osteotomy. Oral Surg Oral Med Oral Pathol
Oral Radiol Endod, v.82, n.2, p.132-138, 1996.
KOLÁVORA, H.; DITRICHOVÁ, D.; WAGNER, J. Penetration of the laser light into
the skin in vitro. Lasers in Surgery and Medicine, v.24, p. 231-235, 1999.
KUCEROVÁ, H. et al. Low level laser therapy after molar extraction. J Clinical Laser
Medicine & Surgery, v.18, n.6, 2000.
KUMAR, D.; SRINIVASAN, R.; SINGH, M. Optical characterization of mammalian
tissues by laser reflectometry and Monte Carlo simulation. Medical Engineering &
Physics, v. 26, p.363-369, 2004.
LAMOTTE, J., et al. The power output of laser pointers: do they exceed federal
standards? Optom Vis Sci, v.78, n.7, p. 525-8, 2001.
LYNN, R.F. et al. Laser irradiation of bone: II. Healing response following treatment
by CO2 and Nd:YAG lasers. J Periodontol, v.70, n.1, p. 75-84, 1999.
MAILLET, H. O laser. São Paulo: Manole. 1987.
110
MEISTER,J. et al. Influence of spatial beam profile hard tissue ablation, Part II: pulse
energy and energy density distribution in simple beams. Lasers in Medical
Science, n.19, p. 112-118, 2004.
MELLO, J.B.; MELLO, G.P.S.; MELLO, L.S. Laser de baixa potência. In: MELLO,
J.B.; MELLO, G.P.S. Laser em Odontologia. São Paulo: Santos, 2001. p.73-85.
MENNO, I. et al. Spectral ultraviolet measurements by a multichannel monitor and a
brewer spectroradiometer: a field study. Radiat Prot Dosimetry, v.102, n.3, p.259-
63, 2002.
MIDANBA, E.D; HAANAES, H.R. Low reactive-level 830 nm GaAlAs diode laser
therapy (LLLT) successfully accelerates regeneration of peripheral nerves in human.
Laser Therapy, v.5, p.125-129, 1993.
MILORO, M. et al. Low-level laser effect on neurosensory recovery after sagittal
ramus osteotomy. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, v.89, p.12-
18, 2000.
NINOTO, R.; McCABE, J.F.; HIRANO, S. Comparation of halogen, plasma and LED
curing units. Oper Dent. v.29, n.3, p.287-294, 2004.
NOMURA, T. et al. Micromechanics/structure relationships in the human mandible.
Dental Materials, n.19, p.167- 173, 2003.
OLIVEIRA, M.; BARROS, F.J.B.C. Anatomia aplicada. In: SILVEIRA, J.O.L.;
BELTRÃO,G.C. Exodontia. Porto Alegre. Ed. Missau, 1998. p.21-43.
OLIVEIRA, M. Manual de anatomia da cabeça e do pescoço. 4. ed. Porto Alegre:
EDIPUCRS, 2002.
OLIVER, H.; MOSELEY, H. The use of diode array spectroradiometers for dosimetry
in phototherapy. Phys Med Biol. v.21, n. 47 (24), p. 4411-21, 2002.
OWENS, B.M. Evaluation of curing performance of light-emitting polymerization units.
Gen Dent, v. 54, n. 1, p. 17-20, 2006.
PAGNONCELLI, R.M.; ABREU, M.E.R.; VIEGAS, V.N. Biomodulation with low-laser
(830 nm) in surgically assisted maxillary expansion. Brazilian Dental Journal, v. 15,
p. 122-122, special issue, 2004.
111
PEAVY, G.M. et al. Comparison of cortical bone ablations by using infrared laser
wavelengths 2.9 to 9.2 micron. Lasers Surg Med. v.25, n. 5, p. 421-34, 1999.
PETKOV, B. et al.Narrowband filter radiometer for ground-based measurements of
global ultraviolet solar irradiance and total ozone. Appl Opt. v.20, n.45(18), p.4383-
95, 2006.
PINHEIRO, A.L.B. et al. A laserterapia não-cirúrgica em implantodontia. In: DINATO,
J.C. e POLIDO, W.D. Implantes Osseointegrados: Cirurgia e Prótese. São Paulo:
Artes Médicas, 2001. p. 221-235.
PINHEIRO, A. L. B.; GERBI, M. E. Photoengineering of bone repair processes.
Photomedicine and Laser Surgery, v.21, n.2, p.169-178, 2006.
PREIN, J., et al. Bone as material. In: PREIN, J. Manual of internal fixation in the
cranio-facial skeleton. Berlin: Springer-Verlag, 1998. p. 5-8.
PRETTO, J.L.B. Avaliação por meio de MEV da região periimplantar após
irradiação com laser de diodo, infravermelho (830nm), em implantes de titânio
situados na tíbia de ratos. Porto Alegre, 2004. Dissertação (Dissertação de
Mestrado) – Faculdade de Odontologia, Pontifícia Universidade Católica do Rio
Grande do Sul, 2004.
SAITO, S.; SHIMIZU, N. Stimulatory effects of low-laser irradiation on bone
regeneration in midpalatal suture during expation in rat. American Journal of
Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, St. Louis, v.111, n.5, p.525-532, 1997.
SARVER, D.M.; YANOSKY, M. Principles of cosmetic dentistry in orthodontics: Part
2. Soft tissue laser technology and cosmetic gingival contouring. Am J Orthod
Dentofacial Orthop, v. 127, p.85-89, 2005.
SCHINDL, A. et al. Low-intensity laser therapy: a review. J Investig Med., v.48, n.5,
p.312-326, 2000.
SCHOMACKER, K.T. et al. Co:MgF2 laser ablation of tissue: effect of wavelength on
ablation threshold and thermal damage. Lasers Surg Med, v.11, n.2, p. 141-51,
1991.
SHETH, K.K. et al. Selective targenting of protein, water, and mineral in dentin using
UV an IR pulse lasers: the effect on the bond strength to composite restourative
materials. Lasers Surg Med, v.35, n.4, p.245-53, 2004.
112
SILVERSTAIN, R.M.; BASSLER, G.C.; MORRILL, T.C. Identificação
espectrométrica de compostos orgânicos. 5 ed. Rio de Janeiro: Guanabara
Koogan, 1994 p.85-86.
SPENCER, P. et al. Effective laser ablation of bone base don the absorption
characteristics of water and proteins. J Periodontol, v.70, n.1, p. 68-74, 1999.
SOMMERS, R.L.; KLEIN, D.C. Rhodopsin kinase activity in the mamalian pineal
gland. Science, v. 226, p.182-86, 1984.
TODESCAN, R. Prótese parcial removível: manual de aulas práticas. São Paulo:
Santos, 119 p., 2001.
VIEGAS, V.N. Modulação das reações inflamatórias com laser não ablativo (λ
685 e λ 830 nm) durante o reparo de lesões de tecidos moles. Estudo
microscópico e dos níveis do mRNA de interleucina-1β. Porto Alegre, 2005.
Dissertação (Dissertação de Mestrado) – Faculdade de Odontologia, Pontifícia
Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 2005.
YLIANTTILA, L. et al. Evaluation of single-monochromator diode array
spectroradiometer for sunbed UV-radiation measurements. Photochem Photobiol,
v.81, n.2, p.333-41, 2005.
YOUN, J.L. et al. Mid-IR laser ablation of articular and fibro-cartilage: a wavelength
dependence study of thermal injury and crater morphology. Lasers Surg Med, v. 38,
n. 3, 2006.
WALLACE, R.J. et al. Experimental evaluation of laser cutting of bone. J. Materials
Processing Technology, v.149, p.557-560, 2004.
WALSH, L. J. The current status of low level laser therapy in dentistry. Part 2. Hard
Tissue applications. Australian Dental Journal, Sydney, v.42, n.5, p.302-306, Aug.
1997.
WEBER, J. B. B. et al. Laser therapy improves healing of bone defects submitted to
autologous bone graft. Photomed Laser Surg, v. 24, n.1, p.38-44, 2006.
WHITTAKER, P. Laser acupuncture: past, present, and future. Lasers in Medical
Science, v. 19, p.69-80, 2004.
113
WIGGINS, K.M. et al. Curing performance os new-generatio light-emitting diode
dental curing unit. American Dental Journal, v. 135, p. 1471-1479, 2004.
114
_ ANEXOS
115
116
117
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