ads:
RENATA FARIA
AVALIAÇÃO DA TEMPERATURA GERADA E DO TEMPO GASTO
DURANTE O PREPARO DO TECIDO ÓSSEO COM A UTILIZAÇÃO DE
BROCAS DE DIFERENTES SISTEMAS DE IMPLANTES
Dissertação apresentada à Faculdade de Odontologia de São José dos
Campos, Universidade Estadual Paulista, como parte dos requisitos para
a obtenção do título de MESTRE, pelo Programa de Pós-Graduação em
ODONTOLOGIA RESTAURADORA, especialidade Prótese Dentária.
Orientador: Prof. Dr. Fernando Eidi
Takahashi
São José dos Campos
2005
ads:
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
2
DEDICATÓRIA
Ao meu marido Wagner, companheiro nos momentos alegres e
difíceis, por todo amor e carinho, apoio e incentivo. Obrigada por me
estimular na realização dos meus ideais.
Aos meus filhos Vitor e Heitor, minhas paixões. A vocês dedico
esse trabalho e todo o meu amor.
Aos meus pais Sylvio e Lored, exemplos de dignidade e dedicação
aos filhos, por todo o afeto, carinho e cuidado em minha formação
pessoal e profissional. Sem vocês as dificuldades talvez não teriam sido
superadas. Muito obrigada.
Aos meus irmãos Valéria, Silvana, Marcos Fábio e Marcos Flávio,
que tornam nossa casa um verdadeiro lar.
Aos meus sogros Dario e Mariângela, que me acolheram como
filha. Vocês têm o meu respeito e minha admiração.
.
ads:
3
AGRADECIMENTOS ESPECIAIS
Ao meu orientador, Prof. Fernando Eidi Takahashi, pela confiança,
atenção e compreensão em todos os momentos.
Ao Prof. Bottino, cujo exemplo de dedicação e sucesso profissional
nos inspira a mais profunda admiração, meu muito obrigada pela
oportunidade e por ter me mostrado diferentes caminhos e novos
horizontes. Meu carinho especial ao mestre e amigo.
À Deputada Federal Mariângela Duarte, pela doação do
equipamento de aquisição de dados, fundamental para esta pesquisa, e
por sua luta incessante pela melhora da educação em nosso país.
À querida amiga Fernanda Pelógia Camargo, colega de pós-
graduação, obrigada pela parceria durante todo esse período, ajudando e
trabalhando ao meu lado.
À Silvia H. Barbosa, colega de pós-graduação, amiga especial,
alegre, inteligente e dedicada. Agradecer é pouco para retribuir o que
ajudou. É muito bom conviver com pessoas como você.
À amiga Renata Marques de Melo, colega de pós-graduação,
obrigada por ter ajudado e, principalmente, ter transmitido muitas coisas
boas. Sua companhia é um grande privilégio.
4
AGRADECIMENTOS
Aos colegas de mestrado Graziela, Fernanda, Renata, Alfredo,
Gilberto e Nori, pela convivência harmônica e agradável. Vocês são uma
turma especial.
Aos colegas de pós-graduação, Fabíola, Felipe, Diego, Daniel,
Renato, Silvia, Leonardo, Vanessa, Edson, Elza, Rander, Denise,
Guilherme, Karine e Alexandre, grupo diferenciado de alunos com o qual
tive o privilégio de conviver.
Ao engenheiro Wagner Tadashi Akamine, pela valiosa colaboração
no preparo das amostras e elaboração do aparato da nossa metodologia,
sempre disponível e paciente, meu muito obrigada.
Ao colega Marco Cícero Bottino, pelo inestimável auxilio nas
análises por microscopia.
5
À Universidade Estadual Paulista ”Julio de Mesquita Filho”, na
pessoa do Diretor da Faculdade de Odontologia de São José dos
Campos, Prof. Adj. Paulo Villela Santos Junior; ao Departamento de
Materiais Odontológicos e Prótese, e ao Programa de Pós-Graduação em
Odontologia Restauradora – Prótese, pela oportunidade da realização do
mestrado.
Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Odontologia
Restauradora – Prótese, pelos ensinamentos transmitidos e convivência
agradável.
Às secretárias do Programa de Pós-Graduação Rosemary de
Fátima Salgado, Erena Michie Hasegawa e Maria Aparecida Consigilo de
Souza, pela atenção demonstrada.
À bibliotecária Ângela de Brito Bellini, pela revisão do presente
trabalho.
Ao Prof. Ivan Balducci, pela realização da análise estatística deste
trabalho.
À Conexão Sistema de Prótese, na pessoa do Diretor Dr. Douglas
Candido Figueira, pelo apoio técnico e material dado a esta pesquisa.
6
Depois de muito meditar, cheguei à conclusão de que um ser
humano que estabeleceu um propósito deve cumprí-lo, e que nada pode
resistir a um desejo, a uma vontade, mesmo quando para sua realização
seja necessária uma existência inteira.
Benjamin Disraeli
7
SUMÁRIO
LISTA DE QUADROS E TABELAS .................................................. 08
LISTA DE FIGURAS ......................................................................... 10
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ............................................ 13
RESUMO .......................................................................................... 14
1 INTRODUÇÃO ............................................................................... 15
2 REVISÃO DA LITERATURA .......................................................... 18
3 PROPOSIÇÃO ...............................................................................
42
4 MATERIAL E MÉTODO .................................................................
43
5 RESULTADOS .............................................................................. 59
5.1Temperatura ................................................................................ 59
5.2 Tempo ......................................................................................... 64
5.3 MEV e EDS ................................................................................. 67
6 DISCUSSÃO .................................................................................. 74
6.1 Da metodologia ........................................................................... 74
6.2 Dos resultados ............................................................................ 82
7CONCLUSÃO ................................................................................. 90
8REFERÊNCIAS ..............................................................................
91
ANEXO .............................................................................................
96
APÊNDICE........................................................................................ 97
ABSTRACT ....................................................................................... 99
8
LISTA DE QUADROS E TABELAS
QUADRO 1 – Dados de temperatura para as condições
experimentais.......................................................... 96
QUADRO 2 – Dados de tempo para as condições
experimentais...................................................... 97
TABELA 1 – Profundidade 5mm. Média (±desvio padrão) dos dados
de temperatura (ºC) obtidos em três condições de
brocas sob dois diferentes diâmetros............................
59
TABELA 2 – Profundidade 13 mm. Média (±desvio padrão) dos
dados de temperatura (ºC) obtidos em três condições
de brocas sob dois diferentes diâmetros ...................... 60
TABELA 3 – ANOVA para os dados de Temperatura (ºC) obtidos
segundo as condições experimentais........................... 61
TABELA 4 – Resultado da comparação de médias das seis
condições experimentais estabelecidas pelas variáveis
brocas e diametros, após a aplicação do teste de
Tukey (5%) para os dados obtidos................................ 63
TABELA 5 – Resultado da comparação de médias das seis
condições experimentais, após a aplicação do teste de
Tukey (5%) para os dados obtidos............................... 64
TABELA 6 – Média (±desvio padrão) dos dados de tempo obtidos em
três condições de Brocas sob dois diferentes
diâmetros....................................................................... 65
TABELA 7 – ANOVA para os dados (via transformação logarítmica)
de Tempo (s) obtidos segundo as condições
experimentais................................................................ 65
9
TABELA 8 – Resultado da comparação de médias dos
procedimentos de ciclagem, após a aplicação do teste
de Tukey (5%)............................................................... 66
TABELA 9 – Resultado da comparação de médias das seis
condições experimentais, após a aplicação do teste de
Tukey (5%) para os dados obtidos*............................... 67
10
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Esquema mostrando a forma de obtenção dos corpos-
de-prova a partir do fêmur bovino................................... 43
FIGURA 2 – Representação esquemática do corpo-de-prova com os
locais de perfuração e medição da temperatura
demarcados..................................................................... 44
FIGURA 3 – Brocas de 2 e 3mm de diâmetro dos três Sistemas de
Implantes utilizados ........................................................
45
FIGURA 4 – Representação esquemática – corte transversal do
corpo-de-prova............................................................... 46
FIGURA 5 – Vistas frontal e lateral da fresadora universal com o
corpo-de-prova posicionado para a confecção dos
canais para os termopares.............................................. 47
FIGURA 6 – Guias metálicos utilizados nas perfurações com as
brocas de 2mm (a) e de 3mm (b) de diâmetro................ 48
FIGURA 7 – Seqüência do preparo dos corpos-de-prova: a) aspecto
dos canais feitos em um corpo-de-prova, destinado à
utilização de brocas de 2mm, de diâmetro, para a
inserção dos termopares; b) termopar tipo T; c) vista
dos termopares inseridos nos respectivos canais; d/ e)
aspecto do guia posicionado e colado sobre a
superfície destinada às perfurações............................. 49
FIGURA 8 – Corpo-de-prova fixado na morsa, imerso em banho de
água a 36
o
C. Aspecto do aquecedor e termostato que
mantiveram a temperatura da água............................. 50
11
FIGURA 9 – Balança utilizada para se controlar a pressão exercida
nas perfurações. Aspecto do visor digital que permitiu
controle numérico e por leds do peso aplicado sobre a
balança .......................................................................... 52
FIGURA 10 – a) Vista do suporte de furadeira de bancada com
contra-ângulo fixado no dispositivo articulado; b) Vista
do esquadro metálico sobre o guia permitindo o
posicionamento da broca para a perfuração.................
52
FIGURA 11 – Aparato para a elaboração dos ensaios........................ 57
FIGURA 12– Gráfico das médias dos valores de temperatura (ºC)
obtidos nas profundidades de 5 mm e 13 mm para as
doze condições experimentais estabelecidas pelas
variáveis: tipo de broca e diâmetro da broca................. 61
FIGURA 13 – Gráfico das médias dos valores de temperatura (ºC)
obtidos, independentemente do efeito profundidade,
para as seis condições experimentais estabelecidas
pelas variáveis: tipo de broca e diâmetro........................ 62
FIGURA 14 – Gráfico das médias dos valores de temperatura (ºC)
obtidos, independentemente do efeito diâmetro, para
as seis condições experimentais estabelecidas pelas
variáveis: tipo de broca e profundidade........................ 63
FIGURA 15 – Gráfico das médias dos tempos (s) obtidos para as
seis condições experimentais estabelecidas pelas
variáveis: tipo de broca e diâmetro da broca.................. 66
FIGURA 16 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de
2mm, Nobel, antes (A) e depois (B) da utilização........... 68
FIGURA 17 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de
3mm, Nobel, antes (A) e depois (B) da utilização........... 68
12
FIGURA 18 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de
2mm, Conexão, antes (A) e depois (B) da utilização..... 69
FIGURA 19 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de
3mm, Conexão, antes (A) e depois (B) da utilização...... 69
FIGURA 20 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de
2mm, 3i, antes (A) e depois (B) da utilização................ 70
FIGURA 21 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de
2mm, 3i, antes (A) e depois (B) da utilização................ 70
FIGURA 22 – EDS da broca do sistema Nobel.................................... 71
FIGURA 23 – EDS da broca do sistema Conexão.............................. 72
FIGURA 24 – EDS da broca do sistema 3i........................................... 73
13
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
∅= diâmetro
°C= graus Celsius
cm= centímetro
dp= desvio padrão
EDS= energia dispersiva de raios X
g= gramas
h= hora
kg= quilograma
kp= quilopounds
m= metros
MEV= microscopia eletrônica de varredura
min= minutos
ml/min= mililitros por minuto
mm/min= milímetros por minuto
mm= milímetros
mm
2
= milímetros ao quadrado
N/cm= Newton por centímetro
N= Newton
n= número
rpm= rotações por minuto
s= segundos
W/mK= watts por milikelvin
ΔT= variação de temperatura
14
FARIA, R. Avaliação da temperatura gerada e do tempo gasto durante
o preparo do tecido ósseo com a utilização de brocas de diferentes
sistemas de implantes. 2005. 100f. Dissertação (Mestrado em
Odontologia Restauradora, Especialidade em Prótese Dentária) –
Faculdade de Odontologia de São José dos Campos, Universidade
Estadual Paulista, São José dos Campos, 2005.
RESUMO
Este estudo teve como objetivo avaliar a temperatura gerada e o tempo gasto
durante o preparo do tecido ósseo comparando brocas de três sistemas de
implantes: Conexão, Nobel e 3i. Utilizaram-se amostras de osso cortical de
fêmur bovino e um aparato especialmente idealizado para se padronizar os
procedimentos nos ensaios. As perfurações foram feitas com brocas de 2,0 e
3,0mm de diâmetro, até a profundidade de 13mm, a uma velocidade de 1500
rpm com pressão intermitente de 2kg, sob constante irrigação de solução de
soro fisiológico 0,9% à temperatura ambiente (24 ±1
o
C). Os corpos-de-prova
foram mantidos imersos em água a 36±1
o
C durante as perfurações. As
temperaturas foram medidas com termopares inseridos no osso a 1mm da
perfuração, em profundidades de 5 e 13mm e registradas com o auxílio de um
coletor de dados (ADS 2000 IP – Links, Brasil) conectado a um computador. Os
dados de temperatura foram analisados pelo teste RM ANOVA (3 fatores),
considerando um fatorial tipo 2 x 3 x 2 (diâmetro x broca x profundidade). A
profundidade foi o fator repetido. Os dados do tempo foram analisados pelo teste
ANOVA (2 fatores), considerando um fatorial de 2 x 3 (diâmetro x broca). As
análises foram seguidas pelo teste de Tukey (5%). Com relação à temperatura,
os resultados indicaram que a melhor condição experimental foi obtida para a
broca Conexão de diâmetro 2mm na profundidade de 5mm (36,10±0,52
o
C) e a
condição menos favorável foi para a broca Nobel de diâmetro 2mm na
profundidade de 13mm (38,84±1,15
o
C). Com relação ao tempo a melhor
condição experimental foi obtida para a broca Nobel de diâmetro 3mm
(6,80±0,79s) e a condição menos favorável foi para a broca 3i de diâmetro 2mm
(99,40±18,70s). O efeito diâmetro foi significante podendo-se afirmar que,
independentemente do tipo de broca, para 2mm (59,13 ±31,10s) supera 3mm
(11,67±4,89s). Concluiu-se que os maiores valores de temperatura foram obtidos
para a profundidade de 13mm, independentemente do tipo de broca. O aumento
do diâmetro induziu uma diminuição da temperatura para as brocas 3i e Nobel e
um aumento para as brocas Conexão. Os tempos de perfuração das brocas 3i
foram maiores que os das demais, não afetando, porém na temperatura gerada.
Nenhuma temperatura registrada excedeu o limite biológico.
PALAVRAS-CHAVE: Implantes dentários; osseointegração, geração de
calor, osso, perfuração.
15
1 INTRODUÇÃO
Em 1985, Branemark definiu a osseointegração como uma
conexão estrutural direta e funcional entre o osso vivo e a superfície de
um implante suportando carga (BRANEMARK et al.
8
1987). Os conceitos
básicos da osseointegração evoluíram a partir de vários estudos
experimentais e clínicos, desenvolvidos na Suécia, desde 1952,
direcionados ao estudo da reação da medula óssea frente a vários
traumas e procedimentos clínicos. A partir desses estudos, no inicio dos
anos 60, foi constatada a possibilidade de se estabelecer uma real
osseointegração do titânio com o tecido ósseo. Assim, o primeiro paciente
desdentado foi tratado com implantes de titânio em 1965, de acordo com
os princípios da osseointegração. Os altos níveis de sucesso, relatados
por esses pesquisadores suecos, estão agora sendo alcançados por
dentistas de todo mundo. O sucesso da reposição de um dente natural
perdido por um implante é um dos maiores avanços clínicos da
Odontologia (BRANEMARK et al.
9,10
1969, 1977).
Dentre os vários fatores envolvidos no preparo cirúrgico do osso
com brocas, estão os tipos de instrumentos utilizados, o tipo de osso que
será preparado, a velocidade de rotação da broca, a força aplicada pelo
operador, a quantidade de tempo em que o operador está exercendo essa
força e a refrigeração. Os cuidados nos procedimentos cirúrgicos têm um
papel fundamental no sucesso da reabilitação com implantes. Uma
cirurgia de implante traumática pode levar à formação de tecido conjuntivo
fibroso ao redor do implante, o qual nunca ficará firmemente ancorado no
osso remanescente. Na realidade, não importa o quão cuidadosa seja a
técnica de preparo, uma zona necrótica, inevitavelmente, se formará ao
16
redor do local preparado. A amplitude dessa zona necrótica dependerá,
principalmente, do calor friccional gerado pelas brocas durante as
cirurgias. Sendo assim, o osso poderá reagir de maneiras diferentes em
resposta a essa zona necrótica: formação de tecido fibroso, resultando
em ausência de fixação e de reparação óssea acompanhada de morte
celular, ou completa reposição de osso novo, resultando em
osseointegração.
A perfuração óssea para colocação de implantes dentais é sempre
acompanhada por um aquecimento resultante da fricção e a
fragmentação de partículas do osso na face cortante da broca
(MATTHEWS & HIRSCH
29
, 1972). A regeneração tecidual óssea está
diretamente relacionada com a vascularização desse tecido onde a
adição de um trauma térmico pode ser suficiente para retardar ou ainda
impedir a mesma (ERIKSSON & ALBREKTSSON
18
,1983). O calor
friccional gerado pelo corte do tecido ósseo pode causar hiperemia,
necrose, fibrose, degeneração de osteócitos e um aumento da atividade
osteoclástica e osteoblástica (THOMPSON & ARMY
38
, 1958). Estudando
os efeitos do aquecimento na regeneração óssea, Eriksson &
Albrektsson
20
(1984) mostraram claramente seus efeitos deletérios. A
capacidade regenerativa inerente do osso foi quase completamente
extinguida pela injúria térmica causada pela exposição do tecido à
temperatura de 50
o
C por um minuto. Reduzindo-se o aquecimento para
47
o
C por um minuto, diminuíram os efeitos adversos no processo
regenerativo. Aquecendo-se a 44
o
C por um minuto, não foram
observados distúrbios significativos na regeneração tecidual óssea.
Alguns fatores, que devem ser controlados, são responsáveis pelo
calor gerado: a velocidade de rotação do motor (SHARAWY et al.
36
,
2002), o desenho das brocas (HARRIS & KOHLES
22
, 2001), a pressão
exercida pelo operador (MATHEWS & HIRSCH
29
, 1972), eficiência do
sistema de irrigação (SHARAWY et al.
36
, 2002), etc. É importante
considerar também o tipo de osso em que se está trabalhando, pois
17
quanto mais denso, mais susceptível às elevações de temperatura devido
à maior resistência para se perfurar (SHARAWY et al.
36
, 2002).
Um outro fator importante relacionado à geração de calor é o
tempo de perfuração. Segundo Abouzgia & James
1
(1995), o tempo de
perfuração é obviamente um parâmetro em qualquer estudo sobre
perfurações em osso, e é de especial interesse quando a geração de
calor é considerada. Para Iyer et al.
25
(1997), um maior tempo de
perfuração pode gerar uma maior temperatura ao osso.
Atualmente, existem muitos sistemas de implantes no mercado
odontológico. Apesar de muito parecidos, alguns têm buscado maior
inovação tecnológica no que diz respeito ao desenho do implante e
protocolo de inserção.
Tendo em vista a necessidade de se controlar os excessos de
calor gerado durante a preparação do leito cirúrgico no osso, este estudo
teve como objetivo avaliar a temperatura gerada e o tempo gasto durante
o preparo do tecido ósseo, comparando brocas de três sistemas de
implantes.
18
2 REVISÃO DA LITERATURA
Em 1958, Thompson & Army
38
avaliaram as mudanças térmicas
durante perfurações ósseas. Realizaram dois tipos de estudos em
mandíbulas de cães; no primeiro, a resposta do osso frente a perfurações,
com brocas de ortopedia, em várias velocidades, foi avaliada
histologicamente, e, no segundo, avaliou-se a temperatura gerada
durante as perfurações. As reações histológicas no osso foram hiperemia,
degeneração de osteócitos e fragmentação das bordas ósseas ao redor
do orifício criado pelas brocas. Para determinar as alterações de
temperatura, termopares conectados a um potenciômetro calibrado, foram
inseridos diretamente no interior do osso, na região adjacente ao local da
perfuração, medindo, assim, o calor gerado no momento da perfuração.
Alterações térmicas foram medidas a 2,5 e 5,0mm da perfuração com
brocas de 2mm de diâmetro, onde a temperatura a 2,5mm foi sempre
maior que a 5mm. As velocidades utilizadas (125, 250, 505, 1000 e
2000rpm) afetaram a geração de calor. A 2,5mm do orifício a temperatura
atingiu de 39
o
C, com a rotação de 125rpm, para acima de 65,5
o
C, com
velocidades de 1000 e 2000rpm. A temperatura excedeu a escala do
potenciômetro Brown, que proporciona uma leitura máxima de 65,5
o
C.
Com essa avaliação, o autor sugeriu a utilização de uma velocidade de
500rpm, em média, a fim de produzir uma melhor resposta histológica e
menor alteração térmica no osso. Além disso, essa velocidade mostrou
ser rápida o suficiente para se prevenir a fragmentação óssea e a
obtenção de uma margem irregular do perímetro do orifício.
Em 1964, Moss
30
realizou um estudo de perfurações em
mandíbulas de cães, variando a velocidade da fresagem. As mandíbulas
foram submetidas ao exame histopatológico, no qual foi avaliada a
19
presença ou ausência de osteócitos próximos aos orifícios. O autor
concluiu que quanto maior a zona acelular, maior a injúria do tecido.
Preocupados com procedimentos cirúrgicos em ortopedia, visando
a fixação de aparelhos implantados no osso, a qual pode ser
comprometida por uma eventual reabsorção resultante de uma necrose
óssea térmica durante a perfuração, Matthews & Hirsh
29
, em 1972,
realizaram uma pesquisa em que mediram as elevações de temperatura e
seu tempo de duração acima de 50
o
C na cortical de fêmur de cadáver
humano, durante as perfurações em várias condições experimentais.
Analisaram os efeitos: a) da velocidade (345, 885, e 2900rpm) e da
pressão aplicada (2, 6 e 12 kg) em todas as possibilidades de
combinação; b) da irrigação à temperatura ambiente manual (feita pelo
auxiliar) e com fluxos de 300, 500 e 1000ml/min; c) da pré-perfuração com
brocas de 2,2mm e alargamento do orifício com a broca de 3,2mm; 4) da
temperatura gerada por brocas muito utilizadas (200 vezes) e que
apresentavam deterioração nas bordas cortantes. Termopares foram
inseridos no osso, em várias distâncias do perímetro das perfurações
(0,5, 1,0, 2,0 e 3,0mm), e conectados a amplificadores, nos quais os
sinais foram registrados com um Galvanômetro de registro ultravioleta.
Em todas as condições, as maiores temperaturas foram registradas para
os termopares a 0,5mm do perímetro da perfuração, diminuindo com o
aumento da distância. A força aplicada mostrou ser mais importante que a
velocidade de rotação, tanto para a magnitude como para a duração da
elevação da temperatura. A máxima temperatura medida foi de 93ºC a
uma velocidade de 2900rpm com uma força de 2kg. Em todos os casos, o
aumento da força causou uma diminuição na média da temperatura
máxima e também da duração dessa elevação de temperatura acima de
50ºC. Não houve diferença significativa na temperatura máxima atribuída
à velocidade. No teste do efeito da irrigação, a manual foi altamente
efetiva na limitação da geração de calor e, para os fluxos de 500 e
1000ml/min, a temperatura não excedeu 50
o
C. As temperaturas
20
registradas para as pré-perfurações e alargamento do orifício também não
excederam 50
o
C, e no grupo controle, no qual foram feitas perfurações
diretamente com a broca de 3,2mm de diâmetro, foram registradas
temperaturas acima de 100
o
C. As brocas deterioradas geraram
temperaturas mais elevadas comparando-se com brocas novas.
Hobkirk & Rusiniak
23
(1977) investigaram as pressões exercidas
nas brocas utilizadas para perfurações ósseas. Vinte operadores
participaram da pesquisa, sendo orientados para realizar as perfurações
com suas forças habituais. Seis tipos de brocas foram utilizadas com
diâmetros de aproximadamente 2,2 a 2,4mm, a uma velocidade de 7500 e
3600rpm. As perfurações foram feitas em mandíbulas bovinas, com uma
irrigação constante de soro fisiológico a 0,9% em uma seringa, nos
sentidos vertical e horizontal, e as forças foram medidas com um
dinamômetro especialmente construído para o teste. A força vertical
exercida pelos operadores variou entre 5,98 e 24,32N, e a horizontal,
entre 2,45 e 15,59N. Os resultados mostraram algumas diferenças entre
as velocidades de perfuração, a técnica operatória e os tipos de broca;
porém, a característica marcante foi o resultado das forças aplicadas ao
osso, mostrando que existe uma diferença considerável no desempenho
entre os operadores.
Lavelle & Wedgwood
28
(1980) avaliaram a eficácia da irrigação
externa com solução salina, comparando com a irrigação interna (que
passa pelo centro da broca) durante perfurações ósseas. A temperatura
gerada também foi avaliada em perfurações sem irrigação, a qual, em
todas as situações, foi mais elevada. Para isso, foram utilizadas amostras
de fêmur humano com termopares inseridos a 0,5, 1,0, 2,0, 3,0 e 5,0mm
do perímetro de cada cavidade antes da perfuração. Os termopares foram
conectados a amplificadores, e os sinais foram registrados com um
galvanômetro de registro ultravioleta. As alterações de temperatura foram
maiores nas regiões mais próximas das perfurações. As perfurações
foram feitas com brocas de aço esféricas e semi-elípticas, com pressão
21
de 2Kg, a uma velocidade de 350rpm e com profundidades de 5, 10, 20 e
30mm. Para assegurar a correta localização da perfuração, foi utilizado
um guia cirúrgico. Esse estudo mostrou que a irrigação interna é mais
efetiva na redução do calor friccional durante o preparo de uma cavidade
óssea, e que, apesar da irrigação externa também ter essa capacidade,
sua eficácia diminui com o aumento da profundidade. Segundo os autores
é provável que uma das maiores vantagens da irrigação interna seja
facilitar a remoção de restos de osso da cavidade e reduzir o entupimento
das ranhuras da broca.
Saha et al.
34
(1982) empenharam-se em desenvolver uma nova
broca cirúrgica com o objetivo de minimizar a pressão de perfuração e
temperatura, bem como tornar mais efetiva a remoção óssea, evitando,
assim, a possibilidade de ocorrer uma necrose térmica do osso durante
procedimentos cirúrgicos em ortopedia. Enfatizaram que a maioria das
brocas espiraladas (twist drill) é muito semelhante, e que as mudanças
parecem ser feitas arbitrariamente, sem adquirir nenhuma vantagem.
Nesse estudo, o desenvolvimento de uma broca foi analisado por vários
parâmetros geométricos, concentrando-se, principalmente, na
temperatura gerada e pressão desenvolvida, já que esses são os dois
fatores mais significativos relacionados a perfurações cirúrgicas. Com
base nessas considerações, a nova broca espiralada desenvolvida foi
comparada com brocas cirúrgicas existentes. A temperatura foi
mensurada em amostras de osso bovino com a utilização de termopares
inseridos a 1mm do perímetro da perfuração. As perfurações foram feitas
sem irrigação das brocas. O pico de temperatura desenvolvido durante a
perfuração pela nova broca variou entre 30 e 40
o
C. Concluíram que a
nova broca penetrava mais rápido e com menos pressão, proporcionando
uma significativa diminuição da temperatura gerada, evitando o acúmulo
de resíduos ósseos nas ranhuras da broca. Segundo os autores, a
temperatura desenvolvida pode ser reduzida significativamente com
22
modificações sutis do desenho existente, sob idênticas condições e
parâmetros de corte.
Eriksson & Albrektsson
18
(1983) tiveram a preocupação de definir
não somente a que temperatura o osso sofre necrose, mas também qual
a temperatura máxima que o osso pode receber para se manter vivo
como um tecido diferenciado. Para isso, realizaram uma pesquisa na qual
uma câmara de titânio foi inserida em tíbia de coelho para que ocorresse
um crescimento ósseo no seu interior, onde foi aplicado um elemento de
aquecimento controlado por uma voltagem regulada. As alterações
teciduais como reações vasculares e alterações de fluxo sanguíneo foram
observadas, com um microscópio vital, no momento do aquecimento que
variou de 47 a 50
o
C. Os animais foram divididos em três grupos, sendo
que os do grupo A foram submetidos a uma temperatura de 50
o
C por um
minuto, o grupo B a 47
o
C por 5min e os do grupo C a 47
o
C por 1min.
Durante o aquecimento, uma hiperemia foi notada e um aumento da
velocidade do fluxo sangüíneo foi observado quando a temperatura
atingiu 40 a 41
o
C. No momento em que a temperatura atingiu 50
o
C, a
circulação sanguínea cessou em alguns vasos e apenas uma circulação
pulsante de ida e vinda de corpúsculos do sangue foi vista. Após uma
hora, a microcirculação foi retornando gradativamente; porém, avaliações
após trinta a quarenta dias mostraram uma reabsorção óssea em cerca
de 30% com a invasão de tecido conjuntivo. Um aspecto semelhante
ocorreu no grupo B. Já no grupo C, o índice de reabsorção óssea foi bem
menor após trinta dias (10%). Os autores acreditam que a temperatura de
47
o
C seria o limiar para a ocorrência de dano ao tecido ósseo
morfologicamente evidente.
A análise histológica é freqüentemente utilizada para se avaliar as
células ósseas em situações experimentais, nas quais lacunas de
osteócitos são interpretadas como sinal de morte celular, e a presença de
elementos celulares é considerada como evidência de sobrevivência
óssea. A análise histoquímica que utiliza a presença ou ausência de
23
atividade enzimática tem sido considerada como um método mais realista.
Porém, a histologia e a histoquímica são métodos indiretos e não dão
informações dos eventos dinâmicos que ocorrem após um trauma de
aquecimento. A câmara térmica ótica para microscopia in situ, que
consiste em um implante de titânio de 26mm de comprimento e 4,5mm e
7,0mm de diâmetro respectivamente, desenvolvida por Eriksson et al.
21
(1984) permite a observação das reações teciduais verdadeiras após um
trauma de aquecimento. Eriksson et al.
21
(1984), para avaliar as injúrias
térmicas ao osso, compararam os métodos indiretos, como a
convencional histologia e a histoquímica, e diretos, como a microscopia
vital. Foram avaliados os danos causados ao redor do orifício criado pela
broca cirúrgica. A câmara óssea foi instalada em tíbia de coelho com uma
delicada técnica cirúrgica. As perfurações foram feitas com abundante
irrigação de solução salina a uma velocidade de 2000rpm. A injúria
térmica foi aplicada com um aquecedor elétrico conectado na parte
superior da câmara e foi medida com um termopar em contato direto com
o osso. Na presença da microscopia vital, a temperatura a 50
o
C por um
minuto foi estudada. Após essa análise, o osso foi coletado para o estudo
comparativo dos métodos histológico e histoquímico. O método
microscópico vital foi mais sensível e mostrou uma injúria óssea
consistente e difusa após o aquecimento a 50
o
C por 1min, revelando
sinais de tecido danificado muito difundido, enquanto que os métodos
indiretos exibiram apenas sinais inconsistentes.
Em 1984, Eriksson & Albrektsson
19
mostraram claramente os
efeitos deletérios do calor na regeneração óssea utilizando a câmara de
titânio, idealizada em seus estudos prévios. Instalaram implantes
bilateralmente em tíbias de coelhos utilizando a broca trefina de 6,3mm de
diâmetro, em condições de extrema assepsia. Todas as perfurações
foram feitas sob ampla refrigeração com solução salina e a uma
velocidade de 2000rpm. O implante e o osso circundante foram
submetidos a um aquecimento com o uso de um elemento aquecedor de
24
voltagem regulada aparafusado na parte superior do implante. A
temperatura atingida foi mensurada com um termopar posicionado a
0,5mm do implante, conectado a uma unidade de exposição. A outra tíbia
foi utilizada como controle, na qual foram feitos os mesmos
procedimentos cirúrgicos, porém sem o aquecimento do implante. Após o
período de cicatrização de quatro semanas os implantes juntamente com
o osso circundante foram removidos com uma broca trefina de 8,0mm de
diâmetro. Nesse estudo, o tecido ósseo foi analisado por microradiografia
e por histologia convencional. O aquecimento a 47 e 50
o
C por 1min
causou uma redução significativa na formação óssea, enquanto que, a
44
o
C por 1min, foi encontrado um tecido ósseo duro; em nenhum caso,
os implantes puderam ser removidos manualmente. Concluíram que o
limiar de temperatura prejudicial está na faixa de 44 a 47
o
C por 1min. Os
resultados refletem a importância do controle da geração de calor durante
procedimentos cirúrgicos para se evitar problemas na regeneração óssea.
Eriksson & Adell
17
, em 1986, selecionaram cinco pacientes com
severa reabsorção óssea mandibular para receber próteses fixas sobre
implantes. Utilizaram esses pacientes para avaliar em um teste in vivo a
temperatura gerada durante os procedimentos cirúrgicos de perfurações,
de acordo com a técnica de osseointegração. Os locais dos implantes
foram preparados com séries graduadas de brocas e alargamento
sucessivo do diâmetro dos alvéolos. A temperatura foi medida durante o
alargamento, do diâmetro de 2mm para 3mm, na região apical da loja
cirúrgica. Foi utilizada uma pequena pressão intermitente, permitindo total
acesso da solução de soro fisiológico utilizada para a irrigação, e a
velocidade de rotação variou entre 1500 a 2000rpm. As alterações de
temperatura foram medidas com termopares a 0,5mm da perfuração,
posicionados em canais horizontais feitos na cortical vestibular no local da
perfuração. Para prevenir o resfriamento do termopar, sua parte extra-
óssea foi recoberta com um tubo de silicone, bem pressionado contra a
superfície cortical externa. Um guia metálico foi utilizado para se obter um
25
correto posicionamento do termopar em relação ao local da perfuração. A
temperatura inicial era de 29,2
o
C e a máxima temperatura registrada foi
de 33,8
o
C durante as perfurações. Como todas as temperaturas
registradas estavam abaixo do limite para prejudicar a regeneração
óssea, pode-se concluir que se a técnica de osseointegração for seguida
corretamente, não ocorrerão danos causados pelo aquecimento.
Cooley et al.
13
(1990) submeteram brocas cirúrgicas espirais a
quatro métodos de esterilização, comumente utilizados na prática clínica,
e então examinaram para determinar possíveis efeitos na resistência à
fratura, eficiência de corte e condições da superfície. Os métodos de
esterilização utilizados foram autoclavagem a vapor químico (132
o
C por
20min), autoclavagem a vapor (121
o
C por 20min), calor seco (163
o
C por
1h) e imersão em glutaraldeído a 2% (temperatura ambiente por 10h). A
resistência à fratura foi avaliada pelo teste de flexão. Apesar dos grupos
submetidos a autoclavagem química e a vapor terem apresentado menor
valor de resistência à fratura após a esterilização, não houve diferença
estatisticamente significativa entre os grupos. Para se avaliar a eficiência
de corte, foram comparados os tempos de perfuração antes e depois de
esterilização. Montou-se um tipo de aparato que aplicava uma força de
3,2Kg a 1200rpm. Os orifícios foram preparados em dentina de molares
humanos extraídos. Após a esterilização, as brocas de todos os grupos,
com exceção do grupo de calor seco, requereram um maior tempo de
perfuração; porém, quando os dados foram submetidos ao teste t, apenas
o grupo da autoclavagem a vapor mostrou diferença significativa na
eficiência de corte. A avaliação por microscopia eletrônica de varredura
revelou que apenas as brocas esterilizadas por autoclavagem a vapor
produziram mudanças na sua superfície ou bordas cortantes.
Sutter et al.
37
(1992) discutiram os efeitos das brocas e fresas com
irrigação interna no desenvolvimento de necrose óssea e no aspecto final
do leito para o implante. Foram medidas as temperaturas geradas pelas
brocas do sistema de implantes ITI em amostras frescas de osso de
26
úmero de bezerro, que foram mantidas em água a 37
o
C durante os
ensaios. A temperatura foi medida durante diferentes velocidades de
rotação (800 ou 3500rpm), com uma pressão de 0,5kp (aproximadamente
5N) e com irrigação interna ou externa a 5 e 22
o
C. Foram utilizadas as
seguintes brocas: esférica, helicoidal para perfuração prévia, espiral (twist
drill) e fresa trefina. Com exceção da fresa trefina, ocorreu uma
diminuição na temperatura e houve pouca diferença entre os tipos de
irrigação. A temperatura máxima atingida com a fresa trefina foi de 72
o
C a
3.500rpm com pressão constante e irrigação externa a 5
o
C. Reduzindo-se
a velocidade para 800rpm, a temperatura diminuiu para 42
o
C. Ao se
utilizar uma pressão intermitente os valores de temperatura diminuíram.
Nesse trabalho, também foi avaliado o desempenho das brocas,
analisando-se por microscopia eletrônica a estrutura óssea do leito do
implante. Observaram que, mesmo depois de um múltiplo uso das brocas,
havia uma boa estrutura nas paredes ósseas do leito. Os autores
constataram que a redução da temperatura de irrigação, aliada a uma
pressão intermitente, pode resultar em valores de temperatura aceitáveis
a fim de se evitar necrose óssea.
Watanabe et al.
39
(1992), utilizando a termografia infravermelha
para uma análise em tempo real, observaram e mediram a distribuição do
calor e a máxima temperatura que se desenvolve quando o osso é
perfurado com brocas. Foi avaliada, em costela de porco, a temperatura
gerada na presença e ausência de irrigação durante perfurações, com
irrigação feita com água através da bomba peristáltica do motor. Brocas
de três sistemas de implantes foram utilizadas da seguinte maneira: a)
Sistema IMZ- broca espiral com irrigação interna a 1500rpm, broca
esférica com irrigação externa a 800rpm, broca Cannon com irrigação
interna a 1500rpm; b) Sistema ITI – brocas espiral e trefina com irrigação
externa a 800rpm; c) Sistema Branemark– brocas guia, espiral, piloto e
helicoidal com irrigação externa a 2000rpm, broca countersink com
irrigação externa a 15rpm. No intuito de simular uma condição cirúrgica
27
real durante o ensaio, a amostra foi mantida metade imersa em água a
37
o
C e metade a temperatura ambiente de 25
o
C. Então, a temperatura
inicial do osso era de 31
o
C. Foi aplicada uma força de 500g. Nesse
estudo, não foram comparadas as diferenças entre as brocas, pois o local
de perfuração e o método de irrigação foram diferentes; assim, os autores
discutiram cada sistema separadamente. Em todos os testes a irrigação
diminuiu significativamente a geração de calor durante os preparos. Para
o Sistema IMZ, a temperatura máxima sem irrigação foi de 38
o
C, e com
irrigação não ultrapassou 30
o
C. Para o sistema Branemark, as brocas que
geraram maiores temperaturas sem irrigação foram a broca guia
(aproximadamente 41
o
C) e a countersink (aproximadamente 43
o
C). No
Sistema ITI com, a broca espiral, a irrigação diminuiu a temperatura por
volta de 10
o
C. Já para a broca trefina, a temperatura aumentou 2
o
C. Sem
irrigação, a geração de calor de cada broca diferenciou de acordo com o
formato e local de perfuração. A temperatura máxima sem irrigação foi
maior do que a com irrigação para todas as brocas analisadas.
Carvalho et al.
12
(1994) compararam histologicamente a ação da
irrigação externa quando da utilização de brocas do sistema T.F. (Tissue
Functional) em tíbia de coelhos. As perfurações foram feitas a 1800rpm
com brocas de 2,0, 2,5 e 3,2mm de diâmetro com e sem irrigação de soro
fisiológico. Os animais foram sacrificados imediatamente após as
perfurações para a avaliação histológica do osso. No grupo sem irrigação,
foi observado grande dano à superfície do tecido ósseo, sugerindo
osteonecrose e presença de esquírolas ósseas, e no grupo com irrigação,
a superfície óssea se apresentou mais homogênea e regular. Foi possível
concluir que a irrigação externa evita a osteonecrose, promovendo
superfície mais regular e isenta de esquírolas. Segundo os autores, a
velocidade de 1800rpm é adequada para o procedimento de preparo da
loja cirúrgica que receberá o implante.
Abouzgia & James
1
(1995) investigaram o efeito da força na
velocidade da broca e mediram a energia consumida durante os
28
procedimentos de perfuração em amostras de osso cortical de fêmur
bovino. Os testes foram conduzidos com forças aplicadas entre 1,5 e 9,0N
e velocidades entre 20.000 e 100.000rpm, sem irrigação. As medições
simultâneas da velocidade e força mostraram que a média da velocidade
operada mudava de acordo com a força aplicada. Quando a velocidade
inicial era baixa, ela aumentava levemente com a força e, quando a
velocidade inicial era alta, ela diminuía em torno de 50% com a força. As
medições mostraram que a energia total consumida geralmente diminui
com a velocidade e força, principalmente devido à diminuição do tempo
de perfuração. Segundo os autores, a geração de calor é equivalente à
energia consumida; portanto, a diminuição da energia sugere que seria
desejável uma alta velocidade com uma grande força para se obter uma
diminuição na temperatura.
Benington et al.
6
(1996) monitoraram, usando a termografia
infravermelha, as mudanças de temperatura no osso durante a seqüência
de perfurações para o preparo de lojas para implantes, utilizando a
técnica Branemark. Mandíbulas bovinas foram utilizadas e um único
operador realizou as perfurações para garantir uma padronização nos
procedimentos. As brocas usadas nas perfurações foram esférica, espiral
(twist drill de 2mm) e broca piloto (3mm), a qual progressivamente
aumenta o diâmetro da loja. Não foi utilizado nenhum método de irrigação
das brocas. A temperatura foi medida a 0,05m da área de interesse. Os
valores médios para a temperatura máxima, variação de temperatura e a
área envolvida para cada broca foram os seguintes: esférica espiral e
piloto tiveram a temperatura máxima de 82,7
o
C, 130,1
o
C e 126,3
o
C;
variações de temperatura de 45,7
o
C, 79,0
o
C e 78,9
o
C, e médias das
áreas registradas foram 49mm
2
, 140,1mm
2
e 273mm
2
, respectivamente.
Pôde-se concluir que a metodologia empregada registrou precisamente
as mudanças de temperatura ao redor e no local da loja do implante. Os
autores relataram que as temperaturas medidas pela termografia, quando
comparadas com os sistemas de termopares, obtêm resultados similares.
29
Porém, o método possui a vantagem de não ser invasivo e proporciona
visualização bidimensional da área da perfuração.
Yacker & Klein
41
(1996) investigaram, com a tecnologia de
termopares, o efeito da irrigação e profundidade de osteotomia na
temperatura da interface entre a broca e o osso. Para confirmar a
semelhança da configuração e densidade óssea bovina com a mandíbula
humana, submeteram um bloco de osso bovino a uma tomografia
computadorizada. Esse estudo considerou quatro investigações, sendo a
primeira direcionada para a determinação da diferença entre a
temperatura da broca de 2mm de diâmetro e do osso circundante. Para
as outras três investigações, foi utilizado o mesmo osso. A segunda
investigação explorou a temperatura gerada na ponta da broca de 2mm
em diferentes profundidades. A terceira investigou a temperatura na ponta
da broca de 2mm após a utilização da broca piloto. A quarta investigou a
temperatura gerada na ponta da broca de 3mm, após o alargamento da
loja de 2mm para 3mm de diâmetro. Todos os testes foram feitos pelo
mesmo operador, sem se medir a pressão exercida, com e sem irrigação,
a uma velocidade de 2000rpm e para cada osteotomia foi utilizada uma
broca nova. A irrigação externa foi feita por um segundo operador,
manualmente com uma seringa (40mm/min usando cloreto de sódio 0,9%,
a temperatura ambiente de 25
o
C). As osteotomias foram feitas com a
profundidade de 8,5, 10,5, 13,5, 15,5, 18,5 e 20,5mm e a temperatura foi
medida com uma sonda de termopar tipo J, posicionada interiormente no
centro da broca, e outra no osso a 0,1 e 0,5mm da periferia do local da
perfuração, a 10mm de profundidade. Os termopares foram conectados a
um termômetro microprocessador que registrava a temperatura a cada
segundo. Durante a osteotomia, a temperatura da broca excedeu a
temperatura do osso circundante. A irrigação diminuiu bastante a
temperatura da broca. Os autores relataram que a densidade do osso
teve uma influência maior na elevação da temperatura da broca do que a
profundidade de perfuração. Relataram, também, que, adicionando a
30
broca piloto na seqüência de perfurações, obteve-se uma menor
temperatura, e que o alargamento da loja de 2mm para 3mm de diâmetro
gerou tanto calor quanto a osteotomia com a broca de 2mm de diâmetro.
Abouzgia & Symington
3
(1996) registraram as temperaturas
atingidas no osso durante perfurações em amostras de osso cortical de
fêmur bovino. Os testes foram conduzidos utilizando-se brocas twist drill
de 2,5mm de diâmetro, em velocidades que variaram de 20000 a
100000rpm, a diferentes forças constantes (1,5 a 9,0N). Para medir a
temperatura, termopares tipo K, conectados a um amplificador ligado a
um sistema de aquisição de dados, foram inseridos no osso a 5mm de
profundidade e distando da periferia da perfuração em 0,75, 1,25 e
2,25mm. Utilizaram um guia para garantir a correta posição dos
termopares relacionados com o local da perfuração. Os resultados
mostraram que a temperatura atingida e a duração da elevação da
temperatura diminuíram com a velocidade e a força, sugerindo, assim,
que a perfuração em alta velocidade e com uma maior pressão é mais
desejável do que se pensava. Segundo os autores, isso ocorre devido à
diminuição do tempo de perfuração.
Brisman
11
(1996) mediu a temperatura e o tempo, durante
perfurações em osso do fêmur cortical bovino, com as velocidades de
1800 e 2400rpm e com cargas de 1,2 e 2,4kg. Utilizaram irrigação externa
em brocas para implantes de 2,0, 2,5 e 3,25mm de diâmetro. Entre os
ensaios, as amostras foram mantidas em água a 37
o
C e a temperatura foi
medida com termopares posicionados a 0,5mm da periferia da última
broca que seria utilizada (diâmetro: 3,25mm), com uma profundidade de
7mm. Os termopares foram conectados a um termômetro
microprocessador que promoveu a leitura dos sinais. As amostras foram
divididas em quatro grupos, nos quais as perfurações foram
desenvolvidas com as seguintes velocidade e pressão: 1)
1.800rpm;1,2kg; 2) 1.800rpm;2,4kg; 3) 2.400rpm;1,2kg; 4) 2.400
rpm;2,4kg. O tempo gasto para se preparar as lojas com a broca de
31
3,25mm no grupo 4 foi menor do que para os outros diâmetros de brocas
nos outros grupos. As perfurações feitas a velocidade de 1800rpm com
carga de 1,2Kg geraram a mesma temperatura que as perfurações feitas
a 2400rpm com 2,4kg (44,79
o
C e 44,99
o
C). Para os grupos 2 e 3, uma
maior temperatura foi gerada (51,61
o
C e 49,03
o
C). Concluíram que,
aumentando-se a velocidade, bem como a carga aplicada nas brocas,
pode-se obter uma melhor eficiência de corte sem aumento significativo
da temperatura.
Iyer et al.
24
(1997) realizaram um estudo com o propósito de
esclarecer a relação entre a velocidade de rotação da broca e a produção
de calor, medindo e comparando a temperatura produzida, in vivo em tíbia
de coelho, durante as perfurações. Utilizaram uma broca de aço (700XL)
para produzir uma osteotomia cilíndrica experimental, através da cortical a
3mm de profundidade, com irrigação de água destilada. O mesmo
operador realizou todas as perfurações. A geração de calor foi medida
durante preparos com baixa (2.000rpm), média (30.000rpm) e alta
(400.000rpm) velocidades. A temperatura foi registrada com um termopar,
ligado a um termômetro computadorizado, posicionado a 1mm de
distância do local da perfuração e a uma profundidade de 1mm. Uma
relação inversa foi observada entre a velocidade da broca e a geração de
calor. As médias resultantes das temperaturas mais altas atingidas foram
de 35,7
o
C para baixa velocidade, 33,5
o
C para média, e 31,4
o
C para alta.
Os autores relataram que a quantidade de tempo requerida para a
perfuração em baixa velocidade foi maior, e que o efeito acumulativo
dessa longa duração resultou numa maior temperatura. Os resultados
desse estudo indicaram que uma alta velocidade minimiza a produção de
calor.
Na segunda parte de seu estudo, Iyer et al.
25
(1997) analisaram
histologicamente a proporção e a qualidade de cicatrização após
perfurações ósseas. Utilizaram brocas de aço 700XL, em mandíbulas de
coelho, com velocidades de rotação de 2.000, 30.000 e 400.000rpm. Os
32
achados histológicos sugeriram que, nas primeiras seis semanas, a
proporção de cicatrização e a qualidade de formação de osso novo foram
maiores após as perfurações em alta velocidade, comparando-se com as
baixa e média velocidades.
Cordioli & Majzoub
14
(1997) avaliaram, em osso cortical de fêmur
bovino, a temperatura gerada durante perfurações para implante. As
perfurações foram feitas com brocas de 10mm de comprimento, espirais
(twist drill 2 e 3mm de diâmetro) e brocas triflute (3,3mm de diâmetro), a
uma velocidade de 1500rpm com irrigação externa. Um guia especial foi
utilizado para garantir uma perfuração contínua e unidirecional, com uma
carga de 2000g. Avaliaram a temperatura com a utilização de termopares
posicionados em diferentes profundidades (4 e 8mm), a uma distância de
1mm do perímetro da perfuração com a broca de 2mm. Nesse estudo,
avaliaram também a geração de calor durante os procedimentos de
tapping, com e sem irrigação, não havendo diferença significativa em
ambas as profundidades. O maior aumento de temperatura foi observado
com as brocas espirais de 2mm na profundidade de 4mm (32± 6,25
o
C) e
8mm (35,05±8,79
o
C). Para as brocas triflute, não houve diferença entre as
duas profundidades analisadas. Os autores sugeriram, então, que as
brocas triflute, pela sua geometria, possuem uma eficiência de corte e
uma capacidade de dissipação de calor melhores que as brocas twist
drills.
Reingewirtz et al.
32
(1997) estudaram vários parâmetros que
poderiam influenciar o calor gerado ao osso e o tempo de perfuração.
Para isso, utilizaram amostras de osso cortical de fêmur bovino, nas quais
as perfurações foram feitas com 3mm de profundidade na cortical, com
brocas de aço esféricas de 2,3mm de diâmetro. Foram observadas as
variáveis dependentes dos equipamentos utilizados (motor, contra-
ângulo), potência de redução do contra-ângulo (1/10 e 1/40), do operador
(pressão durante a perfuração (0,8, 1,3 e 2kg) e a técnica operatória
(presença de perfuração prévia, velocidade de rotação e resfriamento da
33
broca com spray refrigerador). A temperatura foi registrada com
termopares posicionados a 0,8mm da perfuração. Os resultados desse
estudo mostram o papel específico dos variados parâmetros envolvidos
nos procedimentos operatórios em implantodontia e podem levar a uma
abordagem cirúrgica de acordo com o tipo de osso. Para os autores, a
perfuração prévia, independentemente do tipo de osso, é um ato
operatório que permite, por um lado, a redução do tempo de perfuração e,
por outro, identificar a dureza do osso. Foi observado que, em baixas
velocidades (400-800rpm), os parâmetros para a redução do tempo de
perfuração eram a pressão e a técnica de perfuração prévia. A redução
da temperatura foi obtida quando se utilizava uma alta potência de
redução do contra-ângulo; porém, o tempo de perfuração foi bem maior.
Uma velocidade alta de rotação (24.000 e 40.000rpm) permitiu uma
rápida execução, na qual a temperatura foi maior, atingindo um valor de
pico e diminuindo rapidamente (10s). Os autores sugeriram que, para um
osso pouco denso (tipo III ou IV), uma velocidade maior de rotação pode
ser utilizada, proporcionando um procedimento cirúrgico mais rápido, e
que o choque térmico pode ser evitado com a utilização do spray
refrigerante nas brocas. Sugeriram, também, a proteção da elevação da
temperatura de acordo com os parâmetros avaliados.
Abouzgia & James
2
(1997) realizaram um trabalho com o objetivo
inicial de investigar como a temperatura atingida depende da força
quando a velocidade da broca é constante. O outro objetivo foi medir a
temperatura do osso em várias distâncias e direções do orifício da
perfuração. A hipótese seria de que, se a temperatura fosse medida a
várias distâncias do orifício da perfuração, poder-se-ia determinar por
extrapolação a temperatura no orifício, proporcionando um valor mais
preciso da temperatura máxima atingida. Realizaram as perfurações, em
amostras de osso cortical de fêmur bovino, com brocas helicoidais (twist
drills) de 2,5mm de diâmetro a 49.000rpm até uma profundidade de 5mm.
As forças variaram de 1,5 a 9,0N e não realizaram nenhum tipo de
34
irrigação. As temperaturas resultantes foram registradas com termopares
tipo K, posicionados a 0,5, 0,75, 1,25 e 2,25mm, em várias direções. Os
sinais amplificados foram analisados num sistema de aquisição de dados.
Uma série separada de testes revelou que a temperatura foi maior na
direção longitudinal do que na direção circunferencial. Atribuiu-se essa
diferença às propriedades térmicas anisotrópicas do osso. Observou-se
que a temperatura aumentou com a força até e próximo de 4N e, então,
diminuiu com as forças acima desta, devido à diminuição do tempo de
perfuração. Segundo os autores, uma temperatura baixa atingida com
uma força baixa pode ser o motivo pelo qual a maioria dos cirurgiões
aplica pouca força quando opera. Porém, os resultados desse estudo
mostraram que uma baixa temperatura também pode ser conseguida com
forças maiores.
Pinelli et al.
31
(1999) realizaram um estudo in vivo onde analisaram,
a nível histomorfométrico, os efeitos imediatos da osteotomia, com e sem
irrigação externa, e com variação do tempo de fresagem. Utilizaram nesse
trabalho as brocas lança, 2,5mm, 3,2mm, 3,7mm e laminador de tecido
ósseo. Foram utilizados tempos de fresagem, para a confecção das
cavidades com toda a seqüência de brocas, por volta de 20s, sendo
considerados normais, e de 60 e 80s, sendo considerados alterados.
Sacrificaram os animais imediatamente após o preparo das cavidades. A
presença da irrigação produziu uma menor alteração óssea; porém, em
todos os grupos, observou-se uma faixa de tecido ósseo que sugeria
necrose térmica superficial. A análise estatística indicou que o tempo de
fresagem não mostrou diferenças significativas. Concluíram que o uso da
irrigação externa atenuou os danos ao tecido ósseo, independente do
tempo de fresagem.
Kerawala et al.
27
, 1999, mediram os efeitos da técnica operatória,
do desenho da broca e da irrigação utilizada na geração de calor durante
o preparo ósseo de orifícios destinados à fixação de parafusos de
ortopedia, em mandíbula de cadáver humano. Dois sistemas
35
regularmente utilizados na prática maxilofacial (perfuração elétrica a
18000rpm com um sistema de irrigação integrado e perfuração
pneumática a 95000rpm) foram utilizados. As mudanças de temperatura
foram medidas, com termopares tipo K, durante as perfurações com
brocas de 1,5mm de diâmetro, com seis bordas cortantes, e de 0,73mm
de diâmetro, com duas bordas cortantes, com e sem irrigação de soro
fisiológico. Um único operador realizou as perfurações. Os autores,
inicialmente, utilizaram um método para posicionar a broca e os
termopares com o uso de um guia fixado na amostra com parafusos. O
guia possuía orifícios para o posicionamento dos termopares a 0,5, 1,0 e
1,5mm da perfuração. Porém, com esse método, algumas vezes a
temperatura registrada a 1,5mm de distância excedia a temperatura
registrada nas regiões mais próximas da loja. Relacionando esse fato à
possibilidade do guia estar impedindo o paralelismo da perfuração com os
canais dos termopares, e tendendo a obstruir o acesso para a irrigação,
rejeitaram esse aparato em favor de um segundo, considerado mais
próximo da situação clínica e mais reprodutível. O método envolvia a
perfuração no osso, remoção da broca e imediata inserção do termopar
que estava previamente mantido a 37
o
C. Em algumas ocasiões, um
segundo termopar era colocado em contato direto com a broca após sua
remoção. Para a leitura dos sinais, os termopares foram conectados a um
sistema de dados de um computador pessoal. As amostras foram
mantidas, durante o estudo, em água a 37
o
C. O osso foi, então,
submetido à análise histológica para que as mudanças ao redor dos
orifícios pudessem ser avaliadas e comparadas. A média da variação da
temperatura para as brocas de 1,5mm de diâmetro foi de 0,3
o
C com
irrigação, e 5,7
o
C sem irrigação. Quando a broca de 0,73 foi utilizada, a
variação da temperatura atingida foi bem maior, sendo de 2,7
o
C com
irrigação, e 13,2
o
C sem irrigação. Não houve relação estatisticamente
significativa entre a temperatura e a velocidade de rotação da broca. A
análise histológica mostrou que as áreas que receberam mais calor
36
apresentaram fragmentos ósseos e áreas de necrose, ao contrário das
áreas que tiveram menor variação de temperatura, em virtude da irrigação
e técnica envolvidas que apresentaram um mínimo dano.
Bachus et al.
5
(2000) realizaram um estudo com o objetivo de
melhor entender como as diferenças entre as técnicas cirúrgicas podem
afetar a máxima temperatura gerada no tecido ósseo. Utilizaram amostras
frescas de osso cortical de fêmur de cadáver humano para realizar as
perfurações, com forças de 57, 83, 93 e 130N. Para se avaliar a
temperatura, utilizaram termopares tipo K inseridos na cortical,
posicionados a 0,5, 1,0 e 2,0mm do local da perfuração. Utilizou-se um
coletor de dados para o registro dos sinais. Esses valores de força foram
determinados a partir de uma experiência com seis cirurgiões ortopedistas
que realizaram perfurações com suas forças habituais para se obter uma
média. Um aparato foi idealizado para a padronização dos procedimentos,
como posicionamento dos termopares, carga, fixação da amostra e
direcionamento da perfuração. Utilizaram brocas ortopédicas espiraladas
twist drill de 20cm de comprimento e 3,2mm de diâmetro a uma
velocidade constante de 820rpm, que foram substituídas após 15
utilizações. As amostras ficaram imersas em água a 37
o
C durante os
ensaios, e não foi utilizado nenhum tipo de irrigação. Os resultados
indicaram que, com o aumento da força, ocorreu uma diminuição da
temperatura. Além disso, o aumento da força resultou numa diminuição
significativa na média de duração da elevação da temperatura acima de
50
o
C, reduzindo, assim, o potencial de necrose térmico no osso. Para os
termopares posicionados a 0,5mm da perfuração foram registradas
temperaturas de 67,2, 47,0, 35,2 e 34,7
o
C para as cargas de 57, 83, 93 e
130N, respectivamente. Como era esperado, a temperatura registrada
para esses termopares foi sempre maior que a temperatura dos
termopares mais distantes.
Jochum & Reichart
26
(2000) para avaliar o trauma cirúrgico devido
a um múltiplo uso, utilizou vinte brocas de 3,2mm de diâmetro 51 vezes
37
em amostras de osso de mandíbula de porco. Os preparos foram feitos
com brocas Cannon Drills a uma rotação máxima de 1.200rpm. A
temperatura foi medida com termopares, inseridos num orifício lateral de
2mm de diâmetro, posicionados a 0,5mm do local da perfuração. Após o
selamento do orifício com um silicone, e uma pré-perfuração com uma
broca piloto, o osso foi aquecido até 30
o
C em banho de água. As
perfurações foram feitas pelo mesmo operador, com pressão intermitente
e irrigação de água, 70ml por minuto, a temperatura ambiente. As brocas
foram aleatoriamente divididas em três grupos que receberam
tratamentos diferentes após cada preparo. No grupo 1, dez brocas foram
apenas limpas com água destilada. No grupo 2, cinco brocas foram
desinfetadas com “Sekudrill” e autoclavadas. No grupo 3, cinco brocas
foram limpas com detergente para instrumentais e autoclavadas. As
bordas cortantes das brocas foram repetidamente avaliadas durante os
ensaios com a utilização de um microscópio eletrônico de varredura. Os
resultados mostraram que a média das temperaturas de todas as brocas
foi de 31,6
o
C e a temperatura máxima foi 36,3
o
C. As brocas reutilizadas
mais de quarenta vezes proporcionaram temperaturas mais altas, e
apenas as brocas autoclavadas mostraram um aumento da largura das
bordas cortantes.
Davidson & James
15
(2000) objetivaram medir a condutibilidade
térmica da cortical óssea do fêmur bovino e determinar sua variação
relacionada à direção. As amostras foram orientadas num dispositivo de
maneira que o calor fluísse em uma das três direções nas quais a
condutibilidade térmica era requerida: longitudinal, circunferencial e radial.
Os resultados do experimento mostraram que o osso cortical bovino tem
uma condutividade térmica de 0,56±0,039W/mK e que esse osso pode
ser tratado como termicamente isotrópico. Baseado no fato de que os
componentes do osso são similares entre as espécies, pôde-se dizer que
as magnitudes da condutividade térmica também são similares.
38
Saad
33
(2000) avaliou a efetividade das fresas cirúrgicas helicoidais
de 2,0mm de diâmetro (Sistema Master Screw/ Conexão) para implantes
osseointegrados. As perfurações foram feitas em mandíbulas de suínos
post-mortem, pelo mesmo operador, até a profundidade de 10mm.
Utilizou a velocidade de1250rpm, com irrigação externa de soro fisiológico
pela bomba peristáltica acoplada no motor, e a temperatura foi medida
com um termômetro portátil, sem contato, posicionado a 170mm do local
da perfuração. Mediu-se, também, o tempo de perfuração até a
profundidade determinada. A média da temperatura máxima atingida na
18
a
perfuração foi de 42,1
o
C, e na 24
a
,foi de 48,7
o
C. O tempo de
fresagem óssea aumentou de acordo com o uso progressivo das fresas.
O autor concluiu que as fresas estudadas apresentam uma efetividade de
corte de 18 vezes sem atingir uma temperatura lesiva ao tecido ósseo, e
que o tempo de fresagem está diretamente relacionado ao poder de corte
das fresas.
Harris & Kohles
22
(2001) investigaram os efeitos de repetidas
perfurações e esterilizações no desempenho das brocas de quatro
sistemas de implantes, analisando a fadiga mecânica e térmica. As
mudanças no estado de estresses mecânicos durante procedimentos
clínicos foram determinadas e usadas para quantificar a eficiência de
corte das brocas. Para simular o osso maxilofacial, utilizaram um modelo
de material polimérico homogêneo e isotrópico para a realização das
perfurações. Brocas helicoidais de 2 a 2,3mm de diâmetro e 15 a 20mm
de comprimento foram utilizadas. Fizeram trinta ciclos de perfurações com
cada broca. A cada três perfurações, as brocas eram submetidas à
esterilização a 114
o
C em autoclave. Medidores digitais foram conectados
a um sensor de torque e a uma célula de carga, destinados a registrar os
valores de pico de torque (em N/cm) e carga (em N), durante cada
procedimento. Imagens da microscopia eletrônica de varredura
mostraram que não houve sinais de corrosão na superfície das brocas.
Os resultados revelaram que o estresse normal, o estresse de
39
cisalhamento e o coeficiente de eficiência confirmaram a hipótese da
dependência do desempenho da broca, com base nos tipos e nas
pressões mecânica e térmica acumuladas. Concluíram que o
desempenho da broca é dependente do seu desenho específico e que a
excessiva repetição de perfurações e esterilizações irá alterar a
capacidade de corte de todos os tipos de broca.
Sharawy et al.
36
(2002) avaliaram nesse estudo três velocidades
(2500, 1600, 1225rpm), o tempo de perfuração e o tempo requerido para
o osso retornar à temperatura basal. Compararam o calor gerado, em
mandíbula e maxila de porco, pelas brocas de diferentes diâmetros (1,5 a
4,0mm) de quatro sistemas de implantes conhecidos (dois com irrigação
interna e dois com irrigação externa), nos quais as temperaturas foram
medidas com quatro termopares tipo K a 1mm da perfuração. Os sinais
foram registrados em um sistema de aquisição de dados. Mantiveram as
amostras a 37
o
C entre os ensaios, e a máxima temperatura registrada
nesse estudo foi de 41
o
C. A média da temperatura atingida, o tempo de
perfuração e o tempo necessário para que o osso retornasse à
temperatura basal foram menores a 2.500 do que a 1.600 ou 1.225rpm,
independentemente do sistema usado. As rotações também
correlacionaram diretamente com a quantidade de tempo que o osso
permaneceu com uma temperatura elevada. Segundo os autores, o
desenho das brocas parece ser também um fator importante na influência
do tempo de perfuração. Concluíram que, ao se preparar uma loja para
implante a 2.500rpm, o risco de ocorrência de danos ósseos diminui,
sendo favorável para a cicatrização inicial dos implantes. Para os autores,
isso pode diminuir a zona desvitalizada adjacente ao implante após a
cirurgia, e ser mais vantajoso para a aplicação de carga imediata para
implantes odontológicos.
Benigton et al.
7
(2002) utilizaram amostras ósseas da mandíbula
bovina para comparar as temperaturas que são geradas durante o
preparo para implantes, com irrigação externa e interna, pela bomba
40
peristáltica. O método envolveu o uso de uma constante pressão (1,7kg),
velocidade (2.500rpm), irrigação com soro a 20
o
C e a termografia
infravermelha. Foram utilizadas brocas helicoidais de 2 e 3,25mm de
diâmetro. O principal parâmetro registrado foi a variação da temperatura
(ΔT). As brocas helicoidais de 2mm de diâmetro tiveram uma variação de
temperatura de 3,0 e 3,1
o
C, para irrigação interna e externa,
respectivamente, e as brocas de 3,25mm de diâmetro tiveram 1,34 e
1,62
o
C, respectivamente. Para os autores, o benefício em se utilizar um
sistema de irrigação interna, o qual é mais dispendioso, foi considerado
injustificável, já que os grupos desse sistema apresentaram mudanças
térmicas no osso semelhantes às do grupo onde foi utilizada uma
irrigação simples.
Ercoli et al.
16
(2004) avaliaram a eficiência de corte, durabilidade,
geração de calor e desgaste de brocas para implantes. Foram testadas
sete marcas de brocas: Nobel Biocare, 3i Implant Innovations, Steri-Oss,
Paragon, Implamed, Lifecore, e ITI, com diâmetros de, aproximadamente,
2 e 3mm. Utilizaram amostras de osso de costela bovina, que ficaram
imersas em água a 29± 2ºC durante os ensaios, e mediram a temperatura
com termopares, conectados a um termômetro digital que permitiu
constante leitura. As profundidades de 5 e 15mm foram selecionadas para
a posição dos termopares, e o paralelismo e distâncias dos canais de
termopares (1mm da perfuração) foram garantidos com um equipamento
especial. Cem perfurações foram feitas com cada broca, com uma
pressão intermitente de 2000g a uma velocidade de 1500rpm, com
irrigação externa a temperatura ambiente. Antes e depois das cem
perfurações, foram realizadas avaliações por MEV, EDS e dureza Vickers.
Concluíram que o desenho, o material e as propriedades mecânicas das
brocas afetam significativamente a sua eficiência de corte e durabilidade.
Segundo os autores, apesar de terem sido notados desgastes
significativos para todas as brocas, essas mudanças não produziram
grandes variações de temperatura no osso. A média da temperatura
41
máxima foi de 30,9ºC (15mm) e 31,9ºC (5mm). Não houve diferenças
significantes na temperatura produzida pelas brocas de 2 e 3mm nas
duas localizações.
42
3 PROPOSIÇÃO
A proposta deste estudo foi testar a hipótese de que diferentes
marcas comerciais de brocas para implantes, de formatos similares,
geram temperatura e tempo de perfurações semelhantes durante o
preparo do tecido ósseo para a obtenção de alvéolo cirúrgico, avaliando-
se, também, os efeitos do diâmetro da broca e profundidade de
perfuração.
43
4 MATERIAL E MÉTODO
Para atingir os objetivos, o experimento foi conduzido com a
utilização de amostras de osso cortical de fêmur bovino. Seis amostras
foram obtidas de cada fêmur, perfazendo um total de 60 amostras que
passaremos a denominar de corpos-de-prova. Foram realizados
inicialmente cortes transversais, da porção mais cortical, excluindo-se as
epífises, a cada 40mm e posteriormente um corte longitudinal em cada
porção, dividindo-as ao meio (Figura 1).
FIGURA 1 – Esquema mostrando a forma de obtenção dos corpos-de-prova a partir do
fêmur bovino
Para minimizar as alterações nas propriedades mecânicas e
físicas, os corpos-de-prova foram preparados de acordo com as
orientações estabelecidas por Sedlin & Hirsch
35
(1966). Dessa maneira,
44
foram obtidos sessenta corpos-de-prova, que ficaram congelados até o
momento do experimento a -20ºC. Para o descongelamento, os corpos-
de-prova foram imersos em solução de soro fisiológico à temperatura
ambiente (22 a 25ºC) e mantidas até atingirem a mesma temperatura. Os
corpos-de-prova tiveram suas superfícies planificadas e marcações
pontuais foram feitas nos locais determinados para as perfurações e nos
locais determinados para a medição da temperatura. Em cada corpo-de-
prova, foram selecionados três locais para as perfurações e quatro locais
para as medições da temperatura (Figura 2).
FIGURA 2 – Representação esquemática do corpo-de-prova com os locais de
perfuração e medição da temperatura demarcados
Existe uma variedade de sistemas e brocas para implantes
disponíveis no mercado. Neste trabalho, limitamos um número de três
sistemas que possuem brocas com formatos semelhantes, porém, com
ligas metálicas diferentes. Foram utilizadas nos ensaios brocas de 2,0mm
e 3,0mm de diâmetro dos seguintes sistemas: a) Conexão Sistemas de
Prótese (C); b) Nobel Biocare (N); c) 3i Implant Inovations (T) (Figura 3).
Locais para perfuração
Locais para medição
da temperatura
Canal destinado à
acomodação do fio
do termopar
45
FIGURA 3 – Brocas de 2 e 3mm de diâmetro dos três Sistemas de Implantes utilizados
Todas as brocas utilizadas foram examinadas com uma técnica de
microanálise por Energia Dispersiva de Raios X, EDS (EDAX) por meio de
um detector de raios X acoplado ao microscópio eletrônico de varredura.
Essa microanálise tem a capacidade de realização de análises químicas
elementares em volumes diminutos, da ordem de um micrometro cúbico.
Os sinais utilizados na análise química por EDS são gerados a partir da
interação de um feixe de elétrons de alta energia com os elementos da
superfície da amostra. A forma de saída dos sinais pode ser tanto um
gráfico de picos de intensidade como um mapa da distribuição de cada
elemento na superfície da amostra. As brocas também foram avaliadas
por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) (Philips XL 30). As
micrografias foram feitas antes da utilização e esterilização e após trinta
utilizações de cada broca.
CONEXÃO NOBEL 3i
46
Foram destinadas vinte amostras de osso bovino para cada marca
comercial, utilizando-se dez para cada diâmetro (n=10). Para se medir a
temperatura gerada com as brocas de 3mm de diâmetro, foram
previamente feitas perfurações com brocas de 2mm de diâmetro.
Portanto, as medições foram feitas no alargamento do alvéolo cirúrgico de
2 para 3mm de diâmetro. A temperatura foi avaliada em diferentes
profundidades (5 e 13mm) e o tempo de perfuração foi medido até atingir
a profundidade de 13mm. Cada corpo-de-prova foi destinado à realização
de três perfurações, com a mesma broca, resultando em um total de trinta
perfurações por grupo.
A uma distância de aproximadamente 1mm do diâmetro da broca
que seria utilizada no corpo-de-prova, canais verticais, paralelos ao longo
eixo da perfuração, foram preparados com profundidades de 5mm e
13mm (Figura 4).
FIGURA 4 – Representação esquemática – corte transversal do corpo-de-prova
47
Esses canais foram feitos em uma fresadora universal, garantindo,
assim, o paralelismo e a padronização das distâncias determinadas
(Figura 5).
FIGURA 5 – Vistas frontal e lateral da fresadora universal com o corpo-de-prova
posicionado para a confecção dos canais para os termopares
Termopares tipo T
*
de 0,7mm, com tempo de resposta de 2s, foram
utilizados para medir a variação da temperatura durante as perfurações.
Com a finalidade de se obter a dissipação do calor e condutividade
térmica, os canais foram preenchidos com um silicone termocondutor
**
,
recomendado para faixa de temperatura entre –100 a 200
o
C, em que
foram inseridos os termopares.
*
Ecil Met Tec Ltda, Piedade, São Paulo, Brasil
**
BonBond – Silicone Heat Sink Compound
48
Dois guias metálicos de 1mm de espessura, um para cada
diâmetro de broca, foram especialmente confeccionados para a
orientação do local das perfurações (Figura 6).
FIGURA 6 – guias metálicos utilizados nas perfurações com as brocas de 2mm (1) e de
3mm (2) de diâmetro
Em cada ensaio, após a inserção dos termopares, o guia foi
posicionado e fixado com cianocrilato
*
sobre a superfície preparada para
as perfurações. Essa fixação garantiu a vedação dos canais evitando o
resfriamento dos termopares com a irrigação, bem como a estabilização
desses termopares.
*
Super Bonder, loctite
1
2
49
A seqüência da preparação do corpo-de-prova está exemplificada
na Figura 7.
Figura 7 – Seqüência do preparo dos corpos-de-prova: a) aspecto dos canais feitos em um
corpo-de-prova, destinado à utilização de brocas de 2mm, de diâmetro, para a
inserção dos termopares; b) termopar tipo T; c) vista dos termopares inseridos
nos respectivos canais; d/ e) aspecto do guia posicionado e colado sobre a
superfície destinada às perfurações
O conjunto osso/guia/termopares foi posicionado em uma morsa,
especialmente confeccionada para a sua fixação, com dimensões
proporcionais ao tamanho do corpo-de-prova. A morsa foi fixada no fundo
de um recipiente de alumínio que permitiu que todo esse conjunto
permanecesse imerso em água a 36±1
o
C durante os ensaios, com a
finalidade de simular a temperatura corpórea. A constante temperatura
a
c
b
d
e
50
inicial do osso a 36
o
C foi mantida com o banho de água, termicamente
regulado com um aquecedor ligado a um termostato. A temperatura desta
água era, também, monitorada com um termopar (Figura 8).
Figura 8 – Corpo-de-prova fixado na morsa, imerso em banho de água a 36
o
C. Aspecto do
aquecedor e termostato que mantiveram a temperatura da água
Para a realização das perfurações, foi utilizado um contra-ângulo
redutor (20:1)
*
conectado a um motor
**
. Para garantir uma perfuração
unidirecional, foi utilizado um suporte de furadeira de bancada, adaptado,
com um dispositivo articulado, especialmente confeccionado para a
fixação do contra-ângulo. Uma broca longa foi encaixada no contra-
*
W&H 975 AE, W&H Dentalwerk, Áustria
**
BLM 600 Plus Driller
51
ângulo para permitir seu posicionamento em relação à direção da
perfuração. Para isso, foi utilizado um esquadro metálico, posicionado
sobre o guia cirúrgico, o que proporcionou um posicionamento
perpendicular entre a broca e a base do guia (Figura 10).
Para cada grupo, foi utilizada uma broca nova, e trinta perfurações
foram feitas com cada uma delas. A cada três utilizações, as brocas foram
desinfetadas com solução de glutaraldeído 2% e esterilizadas em
autoclave a vapor (121
o
C por 15 minutos).
Em cada perfuração, foram feitas duas medições, de acordo com
as profundidades dos termopares. Portanto, foram obtidas 60 medições
de variação de temperatura para cada grupo.
As perfurações foram feitas até atingir a profundidade de 13mm,
com irrigação de solução de cloreto de sódio a 0,9% à temperatura
ambiente (23 a 25°C), a uma velocidade de 1500rpm, com pressão
intermitente (3s e intervalo de 1s) e padronizada de 2 Kg, controlada por
uma balança milesimal com capacidade para 5,5kg no modelo AS 5000
*
(Figura 9).
O torque para perfuração foi ajustado a 45N/cm.
O alívio da pressão por 1s, ou seja, uma pressão intermitente,
permitiu melhor acesso da solução irrigadora na broca e na cavidade
óssea, evitando que a porção de tecido ósseo removida ficasse retida nas
bordas cortantes da broca, o que poderia causar resistência friccional,
resultando em aumento da temperatura.
*
Marte Equipamentos de Medição, São Paulo, Brasil
52
Figura 9 – Balança utilizada para se controlar a pressão exercida nas perfurações.
Aspecto do visor digital que permitiu controle numérico e por leds do
peso aplicado sobre a balança
Figura 10 – a) Vista do suporte de furadeira de bancada com contra-ângulo fixado no
dispositivo articulado; b) Vista do esquadro metálico sobre o guia
permitindo o posicionamento da broca para a perfuração
A
B
53
Para se registrar as temperaturas durante os ensaios, foi utilizado
um sistema de aquisição de dados ADS 2000 IP
*
, conectado a um
computador (Figura 11B). Esse sistema de aquisição de dados tem
características específicas, que passamos a descrever juntamente com os
termopares, por ser uma tecnologia de precisão para a medição de
temperatura.
O termo aquisição de dados é usado genericamente para designar
a obtenção de informações a respeito de um processo. Os processos
podem ser de naturezas diversas, podendo-se citar, entre outros: químico,
biofísico, industrial, elétrico, mecânico e térmico. As informações a
respeito de um processo podem, quase sempre, ser transformadas em
sinal elétrico e registradas de alguma forma, como, por exemplo, em
coletores de dados computadorizados. A utilização de microcomputadores
torna a aquisição de dados muito mais eficiente e confiável, se
comparada a métodos tradicionais. Além disso, acrescenta a grande
vantagem de se ter dados prontos para análise do sinal, processamento
do sinal, elaboração de relatório (Gráficos e Tabelas) e exportação de
dados para outros programas.
Um processo é analisado por meio do estudo de suas grandezas
físicas que podem ser medidas por sensores. São exemplos: temperatura,
pressão, aceleração, vazão, pressão arterial, etc. Os sensores ou
transdutores são dispositivos que convertem grandezas físicas em sinais
elétricos (tensão ou corrente). São exemplos de sensores: acelerômetro
(mede aceleração), célula de carga (mede força), termopar (mede
temperatura).
O microcomputador realiza a aquisição de dados com o conversor
analógico-digital (A/D) por meio de programas específicos, como, por
exemplo, o AqDados e AqdAnalysis, que são programas destinados à
aquisição e análise de sinais coletados por meio dos sistemas de
aquisição de dados ADS2000IP, produzido pela Lynx Tecnologia.
*
Lynx Tecnologia Eletrônica, Brasil
54
As grandezas analógicas são aquelas cujas medidas podem
assumir uma infinidade de valores. O mundo físico apresenta diversos
exemplos de grandezas analógicas: a corrente elétrica consumida por um
equipamento, a força de uma mola, a temperatura ambiente, etc. Uma
grandeza analógica possui infinitos valores ao longo do intervalo de
operação. A conversão analógica-digital permite representar
numericamente o sinal.
O sistema ADS2000IP é basicamente composto por duas partes,
sendo elas:
a) controlador – responsável pela comunicação, conversão A/D e
controle de todas as partes internas do sistema.
b) módulo de expansão – placa condicionadora de sinais com ou
sem isolação galvânica, que condiciona o sinal analógico antes
do processo de conversão para sinal digital. Ao injetarmos um
sinal analógico na entrada de um conversor analógico-digital
(A/D), podemos ter alguns problemas, dentre eles um erro de
quantização, provocando perda de resolução. Quando
utilizados os módulos de expansão para o sistema ADS2000IP,
esses efeitos são facilmente minimizados pela presença de
uma etapa com um filtro e outra com um amplificador. A etapa
amplificadora, denominada ganho, tem a finalidade de
amplificar o sinal de entrada antes deste ser convertido pelo
A/D. Esse efeito é muito desejado, pois vários tipos de sensores
apresentam em sua saída uma variação muito pequena no seu
tipo de saída (tensão, resistência, corrente, etc.), que, se for
injetada diretamente no conversor A/D, não será aquisitada com
a resolução que desejamos, prejudicando, assim, o resultado
final. Por exemplo: ao utilizarmos um termopar tipo T e
passarmos por uma etapa amplificadora de 500 vezes,
podemos conseguir variações de menos de 1
o
C.
55
O termopar é um sensor usado para medição de temperaturas. É
formado por dois fios metálicos, de composições distintas, soldados nas
respectivas extremidades. Para a medição da temperatura, ocorre um
efeito termoelétrico, bem conhecido da física, no qual, para diferentes
combinações de metais e diferentes temperaturas, a diferença de
potencial entre essas junções também será diferente. Este é o principio
em que se baseia a operação dos termopares.
A seleção de metais para os termopares é normalmente feita com
base nas condições de aplicação. Ligas metálicas relativamente baratas
(com base em Fe, Ni, Cr, etc.) podem ser usadas a temperaturas
moderadas (até cerca de 1000
o
C). Mas, para temperaturas muito
superiores (1500-1700
o
C), são necessários termopares a base de ligas
ricas em platina.
Alguns critérios devem ser avaliados para a seleção de
termopares, como: tipo do termopar, diâmetro do fio a ser utilizado,
comprimento, faixa de temperaturas, potência termoelétrica, tipo de
ambiente em que o termopar irá trabalhar, velocidade de resposta
desejada e limites de erro admissíveis.
O termopar tipo T [cobre (+) x Constantan (-)] foi escolhido para ser
utilizado no presente estudo por ser resistente à corrosão em atmosferas
úmidas e por apresentar, dentre os outros tipos, o menor limite superior
de temperatura (370
o
C). Pode ser utilizado em atmosferas oxidantes,
redutoras ou inertes. Seu limite de erro é de ± 0,5
o
C ou 0,4%, e seu
tempo de resposta é de 2 a 3 segundos.
Os termopares são sensores de temperatura cujos sinais gerados
(tensão em mV) não podem ser convertidos linearmente para a
temperatura correspondente. No programa AqDados, existe um recurso
de linearização de sinais disponíveis, que permite converter os sinais de
sensores tipo termopar para valores na unidade de grandeza de medida
(
o
C). Existem diversos tipos de termopares, cada qual apresentando
diferentes tipos de relação não lineares de tensão versus temperatura.
56
Algumas dessas relações são padronizadas e outras não. Isso impede
que o programa apresente uma solução fixa e ao mesmo tempo
abrangente para todos os termopares. Por isso, o programa oferece um
meio para se configurar os tipos de termopares e as respectivas relações
de tensão versus temperaturas com as quais o AqDados irá trabalhar.
No presente trabalho, o AqDados 7 foi executado em ambiente
Windows XP, com a seguinte configuração: Processador Pentium 4, 512
MB de memória, disco rígido de 60GB.
O dispositivo montado para o registro da temperatura foi calibrado
em temperaturas conhecidas (água a 55 e 5
o
C), periodicamente, durante
os experimentos. Quando os termopares apresentavam respostas não
lineares, eles eram substituídos. A temperatura da água de calibração foi
checada com a utilização de um termômetro de mercúrio laboratorial, com
erros inferiores a ±0,02
o
C. Utilizando-se esse modelo, a variação do calor
gerado e a máxima temperatura atingida foram avaliadas durante as
perfurações.
O aparato montado para os ensaios está exemplificado na Figura
11.
57
FIGURA 11– Aparato para a elaboração dos ensaios: a) aspecto geral de todo o aparato
montado para os ensaios; d) sistema de aquisição de dados conectado a
um computador
A
B
58
O valor máximo de três leituras, em cada osso, sob as diferentes
condições experimentais, foi considerado como dado da análise
estatística, que foi efetuada em duas partes.
Na primeira, foi considerada a influência da aplicação de três
diferentes tipos de brocas, sobre dois valores de diâmetro, e, ainda, a
influência da posição (profundidade a 5mm e a 13mm), sobre os valores
de temperatura. Os dados de temperatura foram avaliados por meio do
teste estatístico da análise de variância de medidas repetidas, em que a
posição foi o fator repetido.
Na segunda, para a profundidade de 13mm, foi considerada a
influência da aplicação de três diferentes tipos de brocas (C, N e T), sobre
dois valores de diâmetro (2mm e 3mm), e sobre os valores de tempo. Os
dados de tempo foram avaliados por meio do teste estatístico da análise
de variância de dois fatores, efeito fixo.
O estudo do efeito interação foi conduzido por meio do gráfico de
médias e pelo teste de comparação múltipla de médias (teste de Tukey).
Nesta pesquisa, cuja unidade experimental é o osso, obteve-se, na
primeira parte, 120 dados de temperatura a serem analisados sob o
esquema fatorial tipo 3x2x2. Ou seja, doze condições experimentais sob
dez repetições; enquanto, na segunda parte, sob esquema fatorial tipo
3x2, obteve-se seis condições experimentais com dez repetições,
totalizando sessenta dados de tempo a serem analisados. O nível de
significância escolhido foi o valor convencional de 5%.
59
5 RESULTADOS
5.1 Temperatura
Nesta primeira parte, foi considerada a influência da aplicação de
três diferentes tipos de brocas sobre dois valores de diâmetro, e, ainda, a
influência da posição (profundidade a 5mm e a 13mm) sobre os valores
de temperatura.
Os dados obtidos nessas condições experimentais estão
apresentados no Apêndice A. A estatística descritiva dos mesmos é
apresentada na forma de tabelas numeradas de 1 a 2, mostradas a
seguir.
Tabela 1 – Profundidade 5mm. Média (±desvio padrão) dos dados de temperatura (ºC)
obtidos em três condições de brocas sob dois diferentes diâmetros
Brocas Diâmetro
(mm)
T N C
Linha
(m±dp)
2 36,59±0,79* 36,85±0,80 36,10±0,52 36,51±0,73
3 36,16±0,46 36,14±0,68 36,39±0,46 36,23±0,54
Coluna
(m±dp)
36,37±0,61 36,49±0,81 36,24±0,50
* n = 10
60
Tabela 2 – Profundidade 13 mm. Média (±desvio padrão) dos dados de temperatura (ºC)
obtidos em três condições de brocas sob dois diferentes diâmetros
Brocas Diâmetro
(mm)
T N C
linha (m±dp)
2 37,48±0,92 38,84±1,15 38,17±1,32 38,16±1,24
3 37,38±0,59 37,76±0,70 38,22±0,42 37,78±0,66
Coluna
(m±dp)
37,43±0,75 38,30±1,08 38,19±0,96
* n = 10
Verifica-se, com as informações acima, que as condições
experimentais apresentam mesma dispersão; valores próximos de desvio
padrão. E, também, que os valores médios de temperatura para 13mm
são superiores aos valores obtidos para 5mm.
Quando se aplica o teste ANOVA para estudarmos a influência das
variáveis broca, diâmetro e profundidade, verifica-se, na Tabela 3, que o
efeito conjunto dessas três variáveis não é estatisticamente significante;
porém, foram estatisticamente significantes os efeitos principais e, ainda,
o efeito conjunto de duas variáveis: (i) brocas e diâmetro; (ii) brocas e
profundidade.
61
Tabela 3 – ANOVA para os dados de Temperatura (ºC) obtidos segundo as condições
experimentais
Efeito gl SQ QM F P
Brocas 2 5,031 2,5156 3,18 0,0496*
Diâmetro 1 3,267 3,2670 4,13 0,0471*
Brocas*Diâmetro 2 5,735 2,8673 3,62 0,0334*
Resíduo I 54 42,752 0,7917
Profundidade 1 77,120 77,1203 183,65 0,0001*
Brocas vs Profundidade 2 4,615 2,3076 5,50 0,0067*
Diâmetro vs Profundidade 1 0,065 0,0653 0,16 0,6948
Brocas*Diâmetro*Profundidade 2 0,693 0,3466 0,83 0,4435
Resíduo II 54 22,676 0,4199
Total 119 161,955
*p<0,05
Pela Tabela 3, verifica-se que não há o efeito interação entre as
três variáveis. Assim, o relacionamento entre o tipo de broca e o diâmetro
observado para a profundidade de 5mm é o mesmo que para 13mm
(Figura 12).
FIGURA 12 – Gráfico das médias dos valores de temperatura (ºC) obtidos nas
profundidades de 5mm e 13mm para as 12 condições experimentais
estabelecidas pelas variáveis: tipo de broca e diâmetro da broca
62
Tendo em vista que o efeito interação das três variáveis é
estatisticamente não significante, considera-se, agora, o relacionamento
da broca com diâmetro que está representado pelo gráfico de médias
(Figura 13).
FIGURA 13 – Gráfico das médias dos valores de temperatura (ºC) obtidos,
independentemente do efeito profundidade, para as seis condições
experimentais estabelecidas pelas variáveis: tipo de broca e diâmetro
Observa-se na figura acima que o aumento de diâmetro induz uma
diminuição de temperatura para as brocas T e N; porém, um aumento
para a broca tipo C.
Quando se comparam essas seis médias, pelo teste de Tukey
(5%), verifica-se diferença estatisticamente significante, apenas, para a
condição N/2mm frente às condições: T/3mm e N/3mm (Tabela 4).
63
Tabela 4 – Resultado da comparação de médias das seis condições experimentais
estabelecidas pelas variáveis brocas e diametros, após a aplicação
do teste de Tukey (5%) para os dados obtidos
Broca Diâmetro (mm) Média (ºC) Grupos Homogêneos*
N 2 37,84 A
C 3 37,30 A B
C 2 37,13 A B
T 2 37,03 A B
N 3 36,95 B
T 3 36,77 B
*médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente
Considerando-se o relacionamento da broca com a profundidade,
observa-se que maiores valores de temperatura são obtidos para a maior
profundidade (13mm), independentemente do tipo de broca. E, ainda, que
um aumento de profundidade nas brocas tipos N e C induzem um
aumento de temperatura superior ao tipo de broca T (Figura 14).
FIGURA 14 – Gráfico das médias dos valores de temperatura (ºC) obtidos,
independentemente do efeito diâmetro, para as seis condições
experimentais estabelecidas pelas variáveis: tipo de broca e
profundidade
64
Quando se comparam essas seis médias, pelo teste de Tukey
(5%), verifica-se que os maiores valores são obtidos para profundidade
13mm, independentemente do tipo de broca. Os menores valores foram
obtidos para 5mm e, nessa condição, os valores médios das brocas não
diferem estatisticamente entre si (Tabela 5).
Tabela 5 – Resultado da comparação de médias das seis condições experimentais, após
a aplicação do teste de Tukey (5%) para os dados obtidos
Broca Profundidade (mm) Média(ºC) Grupos Homogêneos**
N 13 38,30 A
C 13 38,19 A
T 13 37,43 B
N 5 36,49 C
T 5 36,37 C
C 5 36,24 C
*médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente
A condição T/13mm difere estatisticamente das demais condições
e ocupa uma posição intermediária.
5.2 Tempo
Nesta segunda parte, foi considerada a influência da aplicação de
três diferentes tipos de brocas sobre dois valores de diâmetro, na
profundidade de 13mm, e sobre os valores de tempo. Os dados obtidos
nessas condições experimentais estão apresentados no Apêndice B. A
estatística descritiva dos mesmos é apresentada a seguir nas Tabelas 6 e
7.
65
Tabela 6 – Média (±desvio padrão) dos dados de tempo obtidos em três condições de
Brocas sob dois diferentes diâmetros
Brocas
Diâmetro
(mm)
T N C
linha
(m±dp)
2 99,40 ± 18,70* 37,90 ± 5,60 40,10 ± 5,68 59,13 ± 31,10
3 17,90 ± 4,89 6,80 ± 0,79 10,30 ± 0,82 11,67 ± 4,89
Coluna
(m±dp)
58,65 ± 43,77 22,35 ± 16,42 25,20 ± 15,79
* n = 10
Tabela 7 – ANOVA para os dados (via transformação logarítmica) de Tempo (s) obtidos
segundo as condições experimentais
Efeito Gl SQ QM F P
Brocas 2 1,8979 0,9490 271,10 0,0001*
Diâmetro 1 7,1555 7,1555 2044,16 0,0001*
Interação 2 0,0802 0,0401 11,45 0,0001*
Resíduo 54 0,1890 0,0035
Total 59 9,3226
*p<0,05
Ao observar a Tabela 6, nota-se que os valores não apresentam a
mesma variabilidade (diferem os desvios padrões) para as seis condições
experimentais.
Os valores de tempo obtidos para a broca T são superiores aos
valores obtidos para as outras duas brocas (C e N), principalmente para a
broca de 2mm.
Ao se observar a Tabela 7, verifica-se que os três efeitos foram
estatisticamente significantes.
O efeito interação indica que a alteração do tempo (diminuição)
devido ao aumento do diâmetro (de 2mm para 3mm), não é a mesma
para os três diferentes tipos de brocas. Essa diferença é mais acentuada
para a broca T; enquanto que para as brocas N e C, os valores diferença
são próximos (Figura 15).
66
FIGURA 15 – Gráfico das médias dos tempos (s) obtidos para as seis condições
experimentais estabelecidas pelas variáveis: tipo de broca e diâmetro
da broca
Uma vez que o efeito diâmetro foi significante, pode-se afirmar que,
independentemente do tipo de broca, para 2mm (59,13±31,10s) supera
3mm (11,67±4,89s).
Quanto ao efeito broca, pode-se afirmar que os três tipos diferem
entre si, segundo o teste de Tukey (5%) (Tabela 8).
Tabela 8 – Resultado da comparação de médias de tempo dos três tipos de broca, após
a aplicação do teste de Tukey (5%)
Brocas Média±dp(s) Grupos Homogêneos
T 58,65 ±43,77 A
C 25,20±15,79 B
N 22,35±16,42 C
67
Quando se comparam as médias das seis condições
experimentais, por meio do teste de Tukey (5%), Tabela 9, verifica-se que
os maiores valores são obtidos para diâmetro 2mm, independentemente
do tipo de broca. Os menores valores foram obtidos para 3mm e, nessa
condição, os valores médios das brocas diferem estatisticamente entre si.
Tabela 9 – Resultado da comparação de médias das seis condições experimentais, após
a aplicação do teste de Tukey (5%) para os dados obtidos*
Diâmetro(mm) Broca Média (s) Grupos Homogêneos**
2 T 99,40 A
2 C 40,10 B
2 N 37,90 B
3 T 17,90 C
3 C 10,30 D
3 N 6,80 E
*sob transformação log
**médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente
Na condição diâmetro igual a 2mm, sob broca tipo T, obtém-se o
maior valor (99,40s), que difere estatisticamente das outras duas
condições: diâmetro 2mm e brocas C e N.
5.3 MEV e EDS
As brocas de três sistemas de implantes (Conexão, Nobel e 3i)
foram avaliadas por Microscopia Eletrônica de Varredura, MEV (Philips XL
30) (Figuras 16 a 21). As micrografias foram feitas antes da utilização e
após trinta utilizações de cada broca. O objetivo dessa análise é poder
conhecer a micro-estrutura, por nos parecer relevante a condição desses
instrumentos após a seqüência de uso e esterilização. Sabemos, pois,
68
que sofrem desgaste e oxidação, e, dessa forma, prejudicam a eficiência
de corte, podendo ter como conseqüência um maior aquecimento. As
imagens de MEV que mostraremos têm o intuito de ilustrar nossa
pesquisa com detalhes, podendo-se comparar o estado antes e após o
uso.
FIGURA 16 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de 2mm, Nobel: a) antes;
b) depois da utilização
FIGURA 17 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de 3mm, Nobel: a) antes;
b) depois da utilização
A
B
A
B
69
FIGURA 18 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de 2mm, Conexão: a)
antes; b) depois da utilização
FIGURA 19 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de 3mm, Conexão: a)
antes; b) depois da utilização
B
A
A
B
70
FIGURA 20– Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de 2mm, 3i: a) antes; b)
depois da utilização
FIGURA 21 – Aspecto da micrografia obtida por MEV da broca de 2mm, 3i: antes (A) e
depois (B) da utilização
As brocas de três sistemas de implantes (Conexão, Nobel e 3i)
foram examinadas com uma técnica de microanálise química por Energia
Dispersiva de Raios X, EDS (EDAX), por meio de um detector de raios X
acoplado ao microscópio eletrônico de varredura. Verificou-se que as
brocas possuem composições diferentes (Figuras 22 a 24) Conexão
Sistemas de Prótese (componente predominante: Titânio), Nobel Biocare
(componente predominante: Tungstênio), e 3i Implant Inovations
(componente predominante: Ferro).
A
B
A
B
71
FIGURA 22 – EDS da broca do sistema Nobel: a) 2mm de diâmetro; b) 3mm de diâmetro
A
B
72
FIGURA 23 – EDS da broca sistema Conexão: a) 2mm de diâmetro; b) 3mm de diâmetro
A
B
73
FIGURA 24 – EDS do sistema 3i: a) 2mm de diâmetro; b) 3mm de diâmetro
A
B
74
6 DISCUSSÃO
O sistema idealizado para a colocação de implantes
osseointegrados consiste em realizar perfurações por meio de brocas
especialmente desenhadas para esta finalidade, e, com diâmetros de
aumentos gradativos, criar o alvéolo cirúrgico para receber o implante.
Associado a este procedimento, o protocolo prevê atenção para outros
fatores que devem ser controlados: irrigação e pressão intermitente e
controlada. Isto é importante para se evitar a ocorrência de efeitos
nocivos permanentes ao tecido ósseo (MATTHEWS & HIRSCH
29
, 1972;
LAVELLE & WEDGWOOD
28
, 1980; ERIKSSON & ADELL
19
, 1986).
Nesta pesquisa, o modelo experimental foi desenhado e testado
por meio de projeto-piloto, que permitiu controlar com extrema
confiabilidade todos esses fatores.
Para se obter a osseointegração, a manutenção da temperatura do
osso abaixo de 47
o
C é essencial durante as perfurações (ERIKSSON &
ALBREKTSSON
19
, 1984). Isso está representado nos resultados obtidos
em nossa pesquisa.
A discussão será dividida em duas partes. Na primeira, a
metodologia aplicada em nossa pesquisa e na segunda, os nossos
resultados.
6.1 Da metodologia
75
A metodologia utilizada no presente estudo foi devidamente
padronizada em um plano piloto.
O osso cortical de fêmur bovino foi escolhido para nossas
avaliações devido à semelhança estrutural com o osso humano e à
facilidade de obtenção das amostras. Nossa escolha está em
concordância com vários autores, que utilizaram amostras de osso
cortical de fêmur bovino para estudar os parâmetros envolvidos em
perfurações ósseas, com o objetivo de se criar um alvéolo cirúrgico
(ABOUZGIA & SYMINGTON
3
, 1996; BRISMAN
11
,1996; CORDIOLI &
MAGZOUB
14
, 1997; REINGEWIRTZ et al.
32
, 1997). Além disso,
obtivemos, após a preparação, corpos-de-prova com o formato e tamanho
ideais para o nosso experimento, bastantes semelhantes à média da
mandíbula humana. Alguns autores utilizaram a mandíbula bovina
(BENINGTON
6-7
et al., 1996; 2002), e outros, a costela bovina (ERCOLI et
al.
16
, 2004). A mandíbula e a costela suínas também foram bastante
utilizadas (WATANABE et al.
39
, 1992; SAAD
33
, 2000; JOCHUM &
REICHART
26
, 2000; SHARAWY et al.
36
, 2002); porém, segundo
WATANABE
39
(1992), apesar da mandíbula de porco ser semelhante à
mandíbula humana, ela apresenta uma densidade óssea menor,
principalmente na camada esponjosa.
Abouzgia & James
1
(1995) avaliaram as diferenças da distribuição
da temperatura, em amostras de osso cortical de fêmur bovino, em várias
direções. Durante seus experimentos, eles obtiveram médias de
temperatura por volta de 20
o
C na direção longitudinal e por volta de 8
o
C,
numa mesma distância, na direção circunferencial. Isso pareceu indicar
uma significante anisotropia (diferentes propriedades físicas em diferentes
direções), ou seja, o osso respondeu de forma desigual a estímulos
externos em pontos diferentes. Seus resultados, porém, sofreram uma
grande quantidade de dispersão. Por exemplo: a temperatura atingida
num local variou entre 20 e 50
o
C. Esse alto grau de dispersão torna
questionáveis suas medições e observações sobre a anisotropia.
76
Posteriormente, em 1996, Abouzgia & Symington
3
realizaram as
perfurações no sentido radial, porque implantes odontológicos e
parafusos em ortopedia normalmente são colocados nessa direção.
A nossa opção em se fazer as perfurações para criar o alvéolo
cirúrgico no sentido longitudinal, para a realização desse trabalho, está
embasada nos estudos de Davidson & James
15
(2003) que, ao medirem a
condutividade térmica da cortical óssea do osso bovino nos sentidos
longitudinal, radial e circunferencial, verificaram que a condutividade
térmica nos três sentidos era muito semelhante, e consideraram, então,
esse osso como termicamente isotrópico (que tem as mesmas
propriedades físicas em todas as direções). Nesse trabalho, a média de
desvio padrão, para todas as mensurações, foi de 3,1%. A excelente
reprodutibilidade tornou confiáveis e realistas o aparato e a técnica.
Três marcas comerciais de sistemas de implantes odontológicos
(Nobel, 3i e Conexão) foram selecionadas no presente trabalho. Essa
escolha se baseou no trabalho de Ercoli et al.
16
(2004), que, comparando
brocas de sete marcas comerciais de sistemas de implantes, verificaram
que o desenho, o material e as propriedades mecânicas das brocas
afetam significativamente a sua eficiência de corte e durabilidade. Na
nossa pesquisa, as brocas dos três sistemas avaliados possuem
desenhos semelhantes; porém, a microanálise química realizada por EDS
(Energia Dispersiva de Raios X) mostrou que são de composições
diferentes, criando a expectativa de se determinar quais seriam os
melhores desenho e composição de brocas a serem utilizados nos
procedimentos de perfuração.
As brocas de diâmetro 2,0 e 3,0mm, bem como a profundidade de
13mm, foram escolhidas para o nosso teste devido ao fato de serem
medidas comumente utilizadas em cirurgias de implantes odontológicos,
para se obter o alvéolo cirúrgico ideal, com o intuito de se colocar as
fixações.
77
A utilização de termopares, em nossa pesquisa, inseridos no osso
para a avaliação da temperatura, com os cuidados e técnicas
empregadas, observando-se precisão e detalhamento, mostrou ser um
protocolo bastante eficiente. A maioria dos estudos consultados utilizou
termopares (THOMPSON & ARMY
38
, 1958; MATTHEWS & HISCH
29
,
1972; LAVELLE & WEDGWOOD
28
, 1980; SAHA et al.
34
, 1982;
ERIKSSON & ADELL
17
, 1986; SUTTER et al.
37
, 1992; YACKER &
KLEIN
41
, 1996; ABOUZGIA & SYMINGTON
3
, 1996; BRISMAN
11
, 1996;
IYER et al.
24
, 1997; CORDIOLI & MAJZOUB
14
, 1997; REINGEWIRTZ et
al.
32
, 1997; ABOUZGIA & JAMES
2
, 1997; KERAWALA et al.
27
, 1999;
BACHUS et al.
5
, 2000; JOCHUM & REICHART
26
, 2000; SHARAWY et
al.
36
, 2002; ADRIANI JÚNIOR
4
, 2002, ERCOLI et al.
16
, 2004), diferindo
apenas nos sistemas de aquisição e registro dos dados.
Alguns autores utilizaram a termografia infravermelha (WATANABE
et al.
39
, 1992; BENINGTON
6-7
et al., 1996, 2002) para a medição da
temperatura em perfurações ósseas. O termógrafo detecta o valor
radiante infravermelho, discrimina a distribuição da temperatura como
uma imagem visível e expressa isso em cores num monitor; porém,
acreditamos que, como há uma diferença entre a observação e o local de
corte, as temperaturas máximas obtidas não são da superfície óssea que
contata a broca (WATANABE et al.
39
, 1992). Benington et al.
6
(1996),
avaliando as mudanças de temperatura no osso durante a seqüência de
perfurações, com o intuito de preparar os alvéolos cirúrgicos para
implantes, relataram que a metodologia da termografia infravermelha
registrou precisamente as mudanças de temperatura ao redor e no local
da loja do implante, e concluíram que as temperaturas medidas pela
termografia, quando comparadas com os sistemas de termopares, obtêm
resultados similares, possuindo ainda a vantagem de não serem
invasivas. Não concordamos com essa conclusão, por não estar bem
fundamentada, pois, os autores, não utilizaram termopares em seus
testes para poderem realizar a comparação.
78
Alguns autores tiveram a preocupação de variar o local do
posicionamento dos termopares no osso, para avaliar o efeito da distância
desses termopares nas medições (THOMPSON & ARMY
38
, 1958;
MATTHEWS & HISCH
29
, 1972; LAVELLE & WEDGWOOD
28
, 1980;
YACKER & KLEIN
41
, 1996; ABOUZGIA & SYMINGTON
3
, 1996;
ABOUZGIA & JAMES
2
, 1997; KERAWALA et al.
27
, 1999; BACHUS et al.
5
,
2000). Em todos esses trabalhos, as temperaturas registradas foram
maiores para os termopares mais próximos do local da perfuração. Diante
dos trabalhos dos autores citados, pode-se afirmar que os termopares
devem ser posicionados o mais próximo possível da área de medição.
Alguns estudos recomendam a utilização do termopar a 0,5mm da
perfuração (ERIKSSON & ADELL
17
, 1986; JOCHUM & REICHART
26
,
2000). No nosso estudo eles foram colocados a 1mm de distância, com a
finalidade de garantir que o termopar não fosse destruído pela broca
durante a perfuração. Além disso, outros autores também padronizaram a
distância de 1,0mm para a medição da temperatura (SAHA et al.
34
, 1982;
IYER et al.
25
, 1997; CORDIOLI & MAJOZUB
14
, 1997; SHARAWY et al.
36
,
2002; ERCOLI et al.
16
, 2004). Este procedimento está, também,
embasado em um trabalho que mostrou que a mudança da distância do
termopar de 0,75mm para 1,25mm da perfuração causou uma diminuição
da temperatura registrada em apenas 2ºC (ABOUZGIA & SYMINGTON
3
,
1996).
O guia metálico utilizado no nosso estudo teve como finalidade
principal, impedir que o fluido da irrigação de soro fisiológico atingisse os
termopares, resfriando-os, o que causaria uma dispersão da pasta termo-
condutora e, conseqüentemente, mascararia os resultados. Além disso, o
guia permitiu maior facilidade na estabilização dos termopares. Alguns
autores utilizam guias cirúrgicos apenas para se iniciar a perfuração, e
recomendam a sua remoção para se continuar os procedimentos de
alargamento do alvéolo cirúrgico, para que a irrigação atinja perfeitamente
o local da perfuração e a broca utilizada (MATTHEUS & HIRSCH
29
, 1972).
79
Um teste-piloto antecedeu o presente estudo, a fim de verificar se a
utilização do guia idealizado prejudicaria os resultados. O teste foi
conduzido da seguinte maneira: um canal destinado à inserção do
termopar foi feito, em uma amostra, na superfície oposta à da perfuração
sendo que o orifício desse canal não receberia o fluido irrigante. A
temperatura gerada durante perfurações sem o guia foi medida, e não foi
observada diferença nos resultados. Esse modelo, então, não foi utilizado
devido à extrema dificuldade em se obter um correto posicionamento do
termopar e porque a extensão dos fios na base da amostra impedia sua
acomodação na morsa especialmente idealizada para a fixação do
conjunto.
Uma outra preocupação foi a possibilidade da ocorrência de uma
fricção da broca, durante o preparo, na borda do orifício do guia
(BACHUS et al.
5
, 2000). Como o guia utilizado em nossa pesquisa não
teve a finalidade de orientar o sentido da perfuração, o qual foi garantido
pela fixação do contra-ângulo no dispositivo especialmente idealizado
para esse trabalho, para se evitar a fricção da broca durante a perfuração,
os orifícios dos guias por nós utilizados foram feitos com diâmetros um
pouco maiores do que os das brocas utilizadas.
O protocolo experimental utilizado em nossa pesquisa propôs o uso
apenas da irrigação externa, apesar de um dos sistemas (3i) possuir
brocas que possibilitam também a irrigação interna, pois a irrigação
externa é, comprovadamente, suficiente para se evitar aumentos
significativos da temperatura gerada durante perfurações ósseas
(LAVELLE & WEDGWOOD
28
, 1980; SUTTER et al.
37
, 1992; WATANABE
et al.
39
, 1992; CARVALHO et al.
12
, 1994; YACKER & KLEIN
41
, 1996;
PINELLI et al.
31
, 1999, MOSS,
30
1964, ADRIANI JUNIOR
4
, 2002). A
importância da irrigação durante as perfurações já é um fato consagrado
entre clínicos e pesquisadores. Carvalho et al.
12
(1994), em um trabalho
realizado em tíbia de coelhos, mostrou, histologicamente, a importância
da irrigação externa na prevenção de osteonecrose. Segundo o autor, a
80
irrigação externa, além de remover esquírolas ósseas, possibilita um corte
mais regular e homogêneo, e, conseqüentemente, uma superfície óssea
mais saudável e mais adequada às necessidades da implantodontia.
Aliada à irrigação externa, em nossos ensaios, foi utilizada uma
pressão intermitente. Esse procedimento, segundo Eriksson & Adell
17
(1986), permite o escape do osso cortado durante o ato das perfurações,
bem como o acesso da irrigação nas brocas e no alvéolo cirúrgico. Para
Sutter et al.
37
(1992), se a pressão de perfuração for contínua, há um risco
da porção serrilhada da broca ficar bloqueada com partículas ósseas,
impedindo que o fluido drene para fora. Por essa razão, a perfuração
intermitente ou uma alta pressão do fluido para a remoção desses
fragmentos ósseos é necessária.
A pressão exercida durante perfurações para colocação de
implantes difere bastante entre operadores. Para avaliar essa diferença,
Hobkirk & Rusiniak
23
, em 1977, avaliaram o desempenho de vinte
cirurgiões dentistas, que foram orientados para realizarem perfurações
em osso bovino com suas forças habituais. As forças máximas exercidas
estavam entre 6 e 24N (aproximadamente, 600g a 2,4kg). Em alguns
estudos (LAVELLE & WEDGWOOD
28
, 1980; CORDIOLI & MAJZOUB
14
,
1997; ERCOLI et al.
16
, 2004), bem como no presente estudo, foi
padronizada a pressão de 2kg para avaliação da temperatura gerada
durante perfurações ósseas, considerando essa como sendo a força
comumente aplicada em cirurgias.
A dificuldade em se manter a pressão desejada levou vários
autores a desenvolverem dispositivos e artifícios para esse fim. Mattheus
& Hirsch
29
(1972) utilizaram diferentes forças (2, 6 e 12kg) e, para medir e
manter essas forças, as amostras ficavam em um recipiente fixado em
uma haste em balanço, conectada a um calibrador eletrônico. A força era
aplicada manualmente, com o auxílio de uma alavanca de controle de
pressão, e registrada durante o procedimento de perfuração. Lavelle &
Wedgwood
28
(1980), para padronizar a pressão, usaram uma peça de
81
mão odontológica, conectada a uma prensa machine-stop, garantindo
assim uma pressão máxima de 2kg. Abouzgia & Symington
3
(1996) e
Bachus et al.
5
(2000) colocaram pesos na plataforma da broca para se
conseguir as forças de pressão determinadas. No trabalho de Reingewirtz
et al.
32
(1997), o contra-ângulo foi recoberto com um recipiente que
poderia receber vários pesos. Na nossa pesquisa, diferentemente dos
citados, padronizou-se a pressão de 2kg da seguinte maneira: o
recipiente de alumínio, que continha a amostra imersa em água a 36
o
C,
foi colocado sobre uma balança milesimal com capacidade para 5,5kg no
modelo AS5000 (Marte Equipamentos de Medição, São Paulo-Brasil). A
pressão exercida era registrada no visor digital da balança, podendo,
assim, ser facilmente controlada pelo operador.
As brocas normalmente são reutilizadas pelos profissionais em
suas cirurgias. Os fabricantes costumam indicar o número de utilizações
possíveis para suas brocas. Porém, esse número de utilizações, que
determina o comprometimento da broca, pode estar relacionado a alguns
fatores, como o tipo de osso que ela está perfurando e o método de
esterilização a que ela for submetida. O número de trinta perfurações com
cada broca foi determinado neste trabalho por ser o máximo
recomendado por um dos sistemas testados (Conexão Sistemas de
Prótese), apesar de um dos sistemas, Nobel, recomendar cem utilizações
para suas brocas.
Sabemos que há uma discordância com relação às temperaturas
máximas obtidas. Um dos motivos pode estar relacionado à falta de
padronização dos procedimentos básicos, como pressão, rotação,
sistema de irrigação e sistema de registro das temperaturas. Apesar de
sabermos que, na prática, não nos é possível controlar fatores como
pressão e calor, levando-se em conta que eles ficam dependentes do
desempenho do profissional e que são nocivos ao sucesso biológico da
osseointegração, consideramos importante para a pesquisa uma
82
consistente padronização de todos os parâmetros possíveis envolvidos
em procedimentos cirúrgicos para a colocação de implantes.
6.2 Dos resultados
Na presente pesquisa, com relação à avaliação da temperatura
gerada no osso, foi considerada a influência da aplicação de três
diferentes tipos de brocas sobre dois valores de diâmetro e, ainda, a
influência da posição (profundidade a 5mm e a 13mm). Verificou-se que
as condições experimentais apresentaram a mesma dispersão, ou seja,
valores próximos de desvio padrão, e, também, que os valores médios de
temperatura (em °C) para 13mm (diâmetro de 2mm: 38,16±1,24; diâmetro
de 3mm: 37,78±0,66) foram superiores aos valores obtidos para 5mm
(diâmetro de 2mm: 36,51±0,73; diâmetro de 3mm: 36,23±0,54).
Quando se aplica o teste ANOVA para estudarmos a influência das
variáveis broca, diâmetro e profundidade, verificou-se que o efeito
conjunto dessas três variáveis não foi estatisticamente significante
(p=0,4435); porém, foram estatisticamente significantes os efeitos
principais e, ainda, o efeito conjunto de duas variáveis: brocas e diâmetro;
brocas e profundidade.
Algumas pesquisas mostraram a influência do diâmetro da broca
na geração de temperatura ao osso. Observou-se, no presente trabalho,
que o aumento de diâmetro induz uma diminuição de temperatura para as
brocas Nobel e 3i, observação essa semelhante a de outros autores
(CORDIOLI & MAJZOUB
14
, 1997; KERAWALA et al.
27
, 1999;
BENINGTON et al.
7
, 2002 ). Na nossa opinião, o menor aumento de
83
temperatura observado para as brocas de 3mm de diâmetro parece ser
racional quando se considera que o alargamento da loja para o implante
envolve a remoção de uma menor quantidade de osso.
Para as brocas Conexão, diferentemente das brocas Nobel e 3i,
ocorreu um aumento da temperatura com o aumento do diâmetro. Esse
fato pode indicar melhor eficiência de corte da broca de 2mm de diâmetro
e diferente geometria das brocas. Porém, as diferenças de temperatura
geradas pelas brocas Conexão de 2mm e 3mm de diâmetro não foram
clinicamente significativas (37,13
o
C e 37,30
o
C respectivamente).
Contrariando o presente estudo, Sharawy et al.
36
(2002), ao avaliar
brocas semelhantes de alguns sistemas de implantes, verificaram uma
maior variação de temperatura para brocas de diâmetros maiores. Para o
sistema Branemark, obtiveram menor variação de temperatura para a
broca de 2mm (0,97
o
C), comparando com a de 3mm (2,92
o
C); e para o
sistema de implantes Biohorizons, as variações de temperatura foram um
pouco mais semelhantes para os diâmetros de 2 e 3mm (0,9 e 1,11
o
C,
respectivamente). Porém, nesse estudo, os autores não padronizaram
nem verificaram a pressão que estava sendo exercida durante as
perfurações.
Brisman
11
(1996) utilizou três diâmetros diferentes de brocas para
implantes (2,0, 2,5 e 3,25mm) e não notou diferença significativa na
temperatura gerada. Esse trabalho não pode ser comparado com a nossa
pesquisa, pois foram avaliadas brocas do tipo espada, diferentes das
helicoidais por nós utilizadas. Ercoli et al.
16
(2004) também não
observaram diferenças significativas na temperatura produzida pelas
brocas de 2 e 3mm de diâmetro em profundidades diferentes. Além disso,
esses autores obtiveram temperaturas inferiores às nossas. Apesar da
sua metodologia ser semelhante à que nós utilizamos, pode-se explicar a
diferença nos resultados pelo fato de terem utilizado amostras de costela
bovina, e as temperaturas geradas pelas brocas terem sido avaliadas em
84
osso medular, diferentemente do nosso trabalho, em que as osteotomias
foram feitas exclusivamente em osso cortical.
Os nossos valores de temperatura também foram maiores que os
registrados por Watanabe et al.
39
(1992), que avaliaram, em costela de
porco, brocas de 2mm e 3mm do Sistema Branemark, em que as brocas
de 3mm foram precedidas por um alargamento com a broca piloto. A
discrepância nos registros de temperatura não está somente relacionada
à utilização prévia da broca piloto, mas também e, principalmente, à
diferença da densidade óssea e da força aplicada. Enquanto as medições
do presente estudo foram feitas estritamente em osso cortical, os
procedimentos de perfuração conduzidos por Watanabe et al.
39
(1992)
foram feitos em costela de porco com uma espessura de cortical de 2mm
aproximadamente. Paralelamente, a carga de 500g utilizada pelos
autores, menor que a clinicamente utilizada, pode ter sido o motivo do
menor calor gerado.
Yacker & Klein
41
(1996) avaliaram diferentes diâmetros de brocas e
discutiram, em seu trabalho, efeitos da temperatura no osso; porém, os
autores direcionaram esse estudo para a avaliação da temperatura da
broca e não do osso. Só mediram a temperatura do osso, comparando
com a temperatura da broca, na primeira das quatro partes do seu
trabalho. Nessa parte do estudo, obtiveram temperaturas de 24,2
o
C (com
irrigação) e 25,3
o
C (sem irrigação) a 0,5mm, e 31
o
C (com irrigação) e
34,7
o
C (sem irrigação) a 0,1mm. As temperaturas das brocas nesse teste
foram bem mais altas (95,6 e 83
o
C, sem irrigação, e 55,6 e 49,2
o
C, com
irrigação). Os autores, porém, não discutiram, nem justificaram esses
resultados. Discutiram apenas os resultados das outras partes do estudo,
em que avaliaram somente a temperatura das brocas durante as
perfurações. Além disso, relataram que uma análise estatística não foi
realizada por se tratar de um estudo descritivo. Portanto, não serão feitas
comparações desses resultados com os do presente estudo.
85
Poucos autores tiveram a preocupação em avaliar a temperatura
gerada durante as perfurações, em diferentes profundidades (LAVELLE &
WEDGWOOD
28
, 1980; CORDIOLI E MAJZOUB
14
, 1997; ERCOLI et al.
16
,
2004). Segundo Lavele & Wedgwood
28
(1980), a eficácia da irrigação
externa diminui com a profundidade. Devido a esse fato, consideramos
importante essa avaliação, pois as perfurações ósseas destinadas à
colocação de implantes, normalmente, se aprofundam em no mínimo
10mm. Em nossa pesquisa, considerando-se o relacionamento da broca
com a profundidade, observou-se que maiores valores de temperatura
são obtidos para a maior profundidade (13mm), independentemente do
tipo de broca. Valores de temperatura semelhantes aos nossos foram
obtidos por Cordioli & Majzoub
14
(1997), em que o maior aumento de
temperatura foi observado com as brocas espirais de 2mm na
profundidade de 4mm (32±6,25
o
C) e 8mm (35,05±8,79
o
C). Já no estudo
de Ercoli et al
16
. (2004), não foram observadas diferenças significativas na
temperatura em profundidades diferentes (5 e 15mm). Acreditamos que
essa discordância com os nossos resultados, como já foi citado
anteriormente, esteja relacionada à menor densidade óssea das amostras
utilizadas pelos autores, fator esse que deve ser levado em consideração
em estudos para avaliar a temperatura.
A grande maioria dos trabalhos consultados, bem como o presente
estudo, obtiveram suas medições em pesquisas realizadas in vitro.
Apenas Eriksson & Adell
17
(1986) realizaram um trabalho, in vivo, no qual
avaliaram, com termopares, a temperatura do osso durante as
perfurações em pacientes edêntulos com reabsorção severa na
mandíbula. Obtiveram resultados muito favoráveis em que a máxima
temperatura atingida foi de 30,8ºC durante 5s, e a variação da
temperatura estava entre -2,4 e +4,1ºC, valores esses inferiores aos
obtidos em muitos dos experimentos in vitro. Na nossa opinião, a
utilização de termopares numa situação in vivo pode ser questionável,
pois não há possibilidade de se preencher o orifício criado para a inserção
86
do termopar com uma pasta termo-condutora, o que pode colocar em
dúvida a efetividade do registro da temperatura local. Além disso, apesar
dos autores terem protegido o termopar com um tubo de borracha, torna-
se muito difícil de se garantir uma efetiva vedação do orifício para impedir
que a irrigação atinja diretamente a extremidade do termopar, resfriando-
o. Por outro lado uma perfuração in vivo pode gerar uma menor
temperatura, pois o fluido sanguíneo pode dissipar o calor produzido pela
perfuração durante procedimentos operatórios. Porém, Mattheus &
Hirsch
29
(1972) relataram não acreditar que esse efeito refrigerador seja
significativo. Em algumas ocasiões os autores registraram in vivo a
temperatura gerada durante perfurações em fêmur humano. As
temperaturas registradas no experimento in vitro foram semelhantes às do
experimento in vivo.
A média de temperatura registrada em nosso estudo, em duas
localizações durante as perfurações ósseas, não ultrapassou o valor de
47
o
C, que Eriksson & Albrektsson
18
(1983) determinaram como sendo o
limiar para a ocorrência de danos irreversíveis ao tecido ósseo, resultado
esse similar ao de outros pesquisadores que realizaram trabalhos in vitro
(SAHA et al.
34
, 1982; YACKER & KLEIN
41
, 1996; BRISMAN
11
, 1996;
CORDIOLI & MAJZOUB
14
, 1997; JOCHUM & REICHART
26
, 2000;
SHARAWY et al.
36
, 2002; BENINGTON et al.
7
, 2002; ERCOLI et al.
16
,
2004).
O tempo de perfuração é uma importante variável na geração de
temperatura. Segundo Abouzgia & James
1
(1995), o tempo de perfuração
é obviamente um parâmetro em qualquer estudo sobre perfurações em
osso, e é de especial interesse quando a geração de calor é considerada.
Dentre os fatores que influenciam o tempo de perfuração, estão a
velocidade e pressão (ABOUZGIA & JAMES
1
, 1995; IYER et al.
24
, 1997),
a qualidade ou eficiência de corte da broca (SAHA et al.
34
, 1982;
COOLEY et al.
13
, 1990; SHARAWY et al.
36
, 2002), e a consistência do
tecido ósseo (REINGEWIRTZ et al
32
, 1997).
87
Thompson
38
(1958) obtiveram um aumento do tempo de perfuração
nos primeiros experimentos, o qual foi relacionado com a falta de
experiência do operador. Contudo, esse maior tempo não produziu um
aumento notável na resposta histológica.
Em nossa pesquisa, o tempo de perfuração foi inversamente
proporcional ao diâmetro da broca. Uma vez que o efeito Diâmetro foi
significante, pode-se afirmar que, independentemente do tipo de broca,
para 2mm (59,13±31,10s) supera 3mm (11,67±4,89s). Dentro dos nossos
resultados, a média de tempo requerido, pela broca de 2mm de diâmetro
do sistema 3i, para se atingir 13mm de profundidade de perfuração
(99,40s), foi bem maior, comparando-se com as brocas de 2mm dos
outros sistemas avaliados (Nobel: 37,90s; Conexão: 40,10s). A diferença
para as brocas de 3mm de diâmetro dos três sistemas estudados foi de
proporção equivalente. Esse resultado sugere uma menor eficiência de
corte para as brocas 3i (SAHA et al.
34
, 1982; COOLEY et al.
13
, 1990;
SHARAWY et al.
36
, 2002). Paralelamente, foi observado, em nosso
trabalho, que esse aumento do tempo de perfuração não gerou um
aumento nas temperaturas registradas, comparando-se os três sistemas.
Essas observações estão de acordo com estudos prévios. Brisman
11
(1996), avaliando diferentes diâmetros de brocas para implantes,
verificaram uma diminuição do tempo de perfuração com o aumento do
diâmetro, sem afetar a temperatura. Um outro aspecto foi avaliado por
Pinelli et al.
31
(1999), em que determinaram previamente os tempos de
fresagem (20, 60 e 80s) para posteriormente avaliar histologicamente
seus efeitos, e não foram verificadas diferenças significativas.
Outros trabalhos, porém, não estão em concordância com os
nossos resultados. Iyer et al.
24
(1997) relataram que, em seus testes, a
quantidade de tempo requerida para a perfuração em baixa velocidade foi
maior, e que o efeito acumulativo dessa longa duração resultou numa
maior temperatura. Porém, utilizaram brocas de aço 700XL, perfurando
uma profundidade de apenas 3mm e sem padronização da pressão
88
exercida, o que, na nossa opinião, coloca em dúvida seus resultados. O
mesmo podemos relatar sobre o trabalho de Saad
33
(2000), em que,
apesar de ter usado brocas semelhantes às por nós utilizadas, verificou
que os tempos de perfuração, bem como as temperaturas, aumentaram
com o uso progressivo das brocas, sem se ater à padronização da
pressão exercida. Outro trabalho, com o no qual também relacionamos
discrepância com os nossos resultados em relação à falta de
padronização da pressão, foi o de Sharawy et al.
36
(2002). Nesse estudo,
foram analisadas brocas semelhantes de alguns sistemas de implantes,
sendo verificadas diferenças no tempo de perfuração para diferentes
diâmetros. Porém, diferentemente dos nossos resultados, o tempo de
perfuração para as brocas de 2mm de diâmetro do sistema Branemark foi
menor (5,6s), comparando com a de 3mm (7,44s), e para o sistema
Biohorizons, os tempos foram semelhantes para os diâmetros de 2 e 3mm
(6,98 e 6,46s, respectivamente). Além disso, relataram que a temperatura
pareceu estar relacionada com o tempo. Quanto maior o tempo de
perfuração, maior foi a variação de temperatura.
A eficiência de corte das brocas pode estar relacionada ao método
de esterilização. Cooley et al.
13
(1990), que avaliaram a influência de
vários métodos de esterilização na qualidade das brocas, verificaram que
a resistência à fratura das brocas espiraladas não foi afetada por esses
métodos, mas as brocas esterilizadas em autoclave a vapor tiveram a
eficiência de corte afetada. Harris & Kohles
22
(2001) mostraram que a
autoclavagem pode diminuir a resistência à rotação e penetração de
vários tipos de brocas, diminuindo a eficiência de corte com o passar do
tempo. Na presente pesquisa, as brocas foram esterilizadas em
autoclave a cada três utilizações. Após trinta perfurações, cada broca foi
avaliada por MEV. Podemos relacionar nossas observações às de
Jochum & Reichart
26
(2000): em sua pesquisa, os achados da MEV
mostraram que a esterilização em autoclave levou à perda do formato nas
brocas de titânio. Porém, isso pareceu não ter resultado num aumento
89
significativo da temperatura durante as reutilizações das brocas. Nossas
observações em relação às micrografias também estão em concordância
com as observações de Ercoli et al.
16
(2004) os quais relataram que,
apesar de ter sido notado um significativo desgaste na superfície da
maioria das brocas, quando compararam as fotografias da microscopia
eletrônica de varredura antes e depois da utilização, essa mudança não
produziu grandes variações nas temperaturas registradas.
Todo trabalho de pesquisa tem por objetivo contribuir para o
desenvolvimento de uma técnica ou aprimoramento de um protocolo já
estabelecido. No nosso trabalho, não foi diferente; o que podemos com
tranqüilidade dizer é que a metodologia por nos empregada foi testada e é
capaz de simular, muito bem, as condições clínicas. Isso vem comprovar
que, em muitos resultados de trabalhos de pesquisa, o tratamento
estatístico dado não necessariamente se transfere para o
desenvolvimento da aplicação clínica. Dentro das variáveis por nós
estudadas, considerou-se o tipo de broca, o diâmetro e a profundidade,
sobre os valores de temperatura e tempo de perfuração. Esses fatores
são importantes na clínica e na pesquisa realizada. Nenhuma das
temperaturas nem o tempo de perfuração comprometeram a tolerância
biológica do tecido ósseo. Nenhuma das temperaturas registradas em
nossa pesquisa ultrapassou os valores toleráveis.
Todas as brocas avaliadas dos três sistemas de implantes
escolhidos neste estudo proporcionaram perfurações ósseas sem exceder
o valor crítico de temperatura (47
o
C), e são aceitáveis para proporcionar o
processo adequado de osseointegração.
90
7 CONCLUSÕES
A temperatura gerada a 5 e 13mm de profundidade, e o tempo
requerido para se preparar um alvéolo cirúrgico foram avaliados. Pode-se
concluir que:
a) os maiores valores de temperatura foram obtidos para a
profundidade de 13mm, independentemente do tipo de broca;
b) o aumento do diâmetro induziu uma diminuição da temperatura
para as brocas 3i e Nobel, e um aumento para as brocas
Conexão;
c) os tempos de perfuração das brocas 3i foram maiores que os
das demais, não afetando, porém, na temperatura gerada;
d) as brocas estudadas podem ser utilizadas por pelo menos 30
vezes, sem causar temperaturas que possam ser
potencialmente prejudiciais ao tecido ósseo;
e) as brocas dos três sistemas de implantes avaliados
proporcionaram perfurações ósseas sem exceder o valor crítico
de temperatura (47
o
C), e são aceitáveis para proporcionar o
processo adequado de osseointegração;
91
8 REFERÊNCIAS
*
1 ABOUZGIA, M.B.; JAMES, D.F. Measurements of shaft speed
while drilling through bone. J Oral Maxillofac Surg, v.53, n.11,
p.1308-16, Nov. 1995.
2 ABOUZGIA, M.B.; JAMES, D.F. Temperature rise during drilling
through bone. Int J Oral Maxillofac Implants, v.12, n.3, p.342-53,
May/June 1997.
3 ABOUZGIA, M.B.; SYMINGTON, J.M. Effect of drill speed on bone
temperature. Int J Oral Maxillofac Surg, v.25, n.5, p.394-9, Oct.
1996.
4 ANDRIANI JUNIOR, W. Mensuração do calor friccional gerado
pelo preparo do tecido ósseo em implantodontia: estudo in
vitro. 2002. 50f. Dissertação (Mestrado em Odontologia, Área de
Concentração em Implantodologia) – Faculdade de Odontologia,
Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2002.
5 BACHUS, K.N.; RONDINA, M.T.; HUTCHINSON, D.T. The effects
of drilling force on cortical temperatures and their duration: an in
vitro study. Med Eng Phys, v.22, n.10, p.685-91, Dec. 2000.
6 BENINGTON, I.C. et al. Temperature changes in bovine
mandibular bone during implant site preparation: an assessment
using infra-red thermography. J Dent, v.24, n.4, p.263-7, July 1996.
7 BENINGTON, I.C. et al. Thermal changes observed at implant
sites during internal and external irrigation. Clin Oral Implants
Res, v.13, n.3, p.293-7, June 2002.
• Beseado em:
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Informação e
documentação: referências, elaboração, NBR 6023. Rio de Janeiro, 2002. 23p.
92
8 BRANEMARK, P.; ZARB, G.A.; ALBRESKTSSON, T.A. Tissue-
integrated prostheses: osseointegration in clinical dentistry.
Chicago:Quintessence, 1987. 350p.
9 BRANEMARK, P.I. et al. Intra-osseous anchorage of dental
prostheses. I. Experimental studies. Scand J Plast Reconstr
Surg, v.3, n.2, p.81-100, 1969.
10 BRANEMARK, P.I. et al. Osseointegrated implants in the treatment
of the edentulous jaw experience from a 10-year period. Scand J
Plast Reconstr Surg, suppl, v.16, p.1-132, 1977.
11 BRISMAN, D.L. The effect of speed, pressure, and time on bone
temperature during the drilling of implant sites. Int J Oral
Maxillofac Implants, v.11, n.1, p.35-7, Jan./Feb. 1996.
12 CARVALHO, P.S.P. et al. Ação das brocas para implantes com e
sem irrigação interna. Rev Gaúcha Odontol, v.42, n.3, p.171-3,
mai./jun. 1994.
13 COOLEY, R.L. et al. Effect of sterilization on the strength and
cutting efficiency of twist drills. Quintessence Int, v.21, n.11,
p.919-23, 1990.
14 CORDIOLI, G.; MAJZOUB, Z. Heat generation during implant site
preparation: an in vitro study. Int J Oral Maxillofac Implants, v.12,
n.2, p.186-93, Mar./Apr. 1997.
15 DAVIDSON, S.R.; JAMES, D.F. Drilling in bone: modeling heat
generation and temperature distribution. J Biomech Eng, v.125,
n.3, p.305-14, June 2003.
16 ERCOLI, C. et al. The influence of drill wear on cutting fficiency
and heat production during osteotomy preparation for dental
implants: a study of drill durability. Int J Oral Maxillofac Implants,
v.19, n.3, p.335-49, May/June 2004.
17 ERIKSSON. R.A.; ADELL, R. Temperatures during drilling for the
placement of implants using the osseointegration technique. J Oral
Maxillofac Surg, v.44, n.1, p.4-7, Jan. 1986.
93
18 ERIKSSON, A.R.; ALBREKTSSON, T. Temperature threshold
levels for heat-induced bone tissue injury: a vital-microscopic study
in the rabbit. J Prosthet Dent, v.50, n.1, p.101-7, July 1983.
19 ERIKSSON, R.A.; ALBREKTSSON, T. The effect of heat on bone
regeneration: an experimental study in the rabbit using the bone
growth chamber. J Oral Maxillofac Surg, v.42, n.11, p.705-11,
Nov. 1984.
20 ERIKSSON. A.R.; ALBREKTSSON, T.; ALBREKTSSON, B. Heat
caused by drilling cortical bone. Temperature measured in vivo in
patients and animals. Acta Orthop Scand, v.55, n.6, p.629-31,
Dec. 1984.
21 ERIKSSON, R.A.; ALBREKTSSON, T.; MAGNUSSON, B.
Assessment of bone viability after heat trauma. A histological,
histochemical and vital microscopic study in the rabbit. Scand J
Plast Reconstr Surg, v.18, n.3, p.261-8, 1984.
22 HARRIS, B.H.; KOHLES, S.S. Effects of mechanical and thermal
fatigue on dental drill performance. Int J Oral Maxillofac Implants,
v.16, n.6, p.819-26, Nov./Dec. 2001.
23 HOBKIRK, J.A.; RUSINIAK, K. Investigation of variable factors in
drilling bone. J Oral Surg, v.35, n.12, p.968-73, Dec. 1977.
24 IYER, S.; WEISS, C.; MEHTA, A. Effects of drill speed on heat
production and the rate and quality of bone formation in dental
implant osteotomies. Part I: Relationship between drill speed and
heat production. Int J Prosthodont, v.10, n.5, p.411-4, Sept./Oct.
1997.
25 IYER, S.; WEISS, C. MEHTA, A. Effects of drill speed on heat
production and the rate and quality of bone formation in dental
implant osteotomies. Part II: Relationship between drill speed and
healing. Int J Prosthodont, v.10, n.6, p.536-40, Nov./Dec. 1997.
26 JOCHUM, R.M.; REICHART, P.A. Influence of multiple use of
Timedur-titanium cannon drills: thermal response and scanning
94
electron microscopic findings. Clin Oral Implants Res, v.11, n.2,
p.139-43, Apr. 2000.
27 KERAWALA, C.J. et al. The effects of operator technique and bur
design on temperature during osseous preparation for
osteosynthesis self-tapping screws. Oral Surg Oral Med Oral
Pathol Oral Radiol Endod, v.88, n.2, p.145-50, Aug. 1999.
28 LAVELLE, C.; WEDGWOOD, D. Effect of internal irrigation on
frictional heat generated from bone drilling. J Oral Surg, v.38, n.7,
p.499-503, July 1980.
29 MATTHEWS, L.S.; HIRSCH, C. Temperatures measured in human
cortical bone when drilling. J Bone Joint Surg Am, v.54, n.2,
p.297-308, Mar. 1972.
30 MOSS, R.W. Histopathologic reaction of bone to surgical cutting.
Oral Surg Oral Pathol Oral Med, v.4, p.405-14, 1964.
31 PINELLI, L.A.P.; CARVALHO, P.S.P.; JAEF, S.B. Efeitos da
osteotomia com e sem irrigação externa e da variação do tempo de
fresagem. Innovations J, v.III, n.1, p.12-7, 1999.
32 REINGEWIRTZ, Y.; SZMUKLER-MONCLER, S.; SENGER, B.
Influence of different parameters on bone heating and drilling time
in implantology. Clin Oral Implants Res, v.8, n.3, p.189-97, June
1997.
33 SAAD, P.A. Avaliação da efetividade das fresas cirúrgicas de
2.0mm do sistema máster screw/conexão para implantes
osseointegrados. 2000. 82f. Dissertação (Mestrado em Medicina,
Área de concentração em Reabilitação) – Faculdade de Medicina,
Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, 2000.
34 SAHA, S.; PAL, S.; ALBRIGHT, J.A. Surgical drilling: design and
performance of an improved drill. J Biomech Eng, v.104, n.3,
p.245-52, Aug. 1982.
95
35 SEDLIN, E.D.; HIRSCH, C. Factors affecting the determination of
the physical properties of femural cortical bone. Acta Orthop
Scand, v.37, n.1, p.29-48, 1966.
36 SHARAWY, M. et al. Heat generation during implant drilling: the
significance of motor speed. J Oral Maxillofac Surg, v.60, n.10,
p.1160-9, Oct. 2002.
37 SUTTER, F. et al.. Atraumatic surgical technique and implant bed
preparation. Quintessence Int, v.23, n.12, p.811-6. Dec. 1992.
38 THOMPSON, H.C.; ARMY, U.S. Effect of drilling into bone. J Oral
Surgery, v.16, n.1, p.22-30, Jan. 1958.
39 WATANABE, F. et al. Heat distribution in bone during preparation
of implant sites: heat analysis by real-time thermography. Int J Oral
Maxillofac Implants, v.7, n.2, p.212-9, Summer 1992.
40 WIGGINS, K.L.; MALKIN, S. Drilling of bone. J Biomech, v.9, n.9
p.553-9, 1976.
41 YACKER, M.J.; KLEIN, M. The effect of irrigation on osteotomy
depth and bur diameter. Int J Oral Maxillofac Implants, v.11, n.5,
p.634-8, Sep./Oct. 1996.
96
Anexo A – Declaração do Comitê de Ética de Odontologia de São José
dos Campos/UNESP.
97
Apêndice A – Dados obtidos de temperatura para cada condição
jhgjhgjhgjhg experimental
Quadro 1 – Dados de temperatura para as condições experimentais
NOBEL 3i CONEXÃO
∅ 2mm ∅ 3mm ∅ 2mm ∅ 3mm ∅ 2mm ∅ 3mm
Amostras
5mm 13mm 5mm 13mm 5mm 13mm 5mm 13mm 5mm 13mm 5mm 13mm
01
37.5 39.2 35.7 37.2 35.7 37.0 35.9 38.4 36.1 37.4 35.7 37.7
02
37.5 40.0 35.9 38.2 36.2 37.8 36.0 37.4 36.2 40.0 36.0 38.3
03
36.7 38.4 36.4 38.4 37.2 38.0 35.5 37.7 35.0 40.0 36.1 38.1
04
37.8 38.2 37.8 36.7 36.0 37.6 36.2 36.2 36.1 38.1 37.1 38.1
05
36.4 39.6 35.9 36.6 36.4 36.7 35.6 37.1 36.5 39.7 37.1 38.6
06
36.7 38.0 36.4 37.8 36.3 36.5 37.1 37.0 36.7 38.1 36.1 37.5
07
36.3 37.1 35.6 38.6 36.4 36.0 36.2 37.1 36.4 38.2 36.2 38.6
08
35.8 37.9 35.7 37.8 36.3 37.7 36.3 37.9 36.6 36.9 36.5 38.1
09
35.8 39.0 36.5 38.3 37.8 38.6 36.3 37.6 35.8 36.6 36.4 38.9
10
38.0 39.2 35.5 37.2 37.6 38.9 36.5 38.4 36.1 36.7 36.7 38.3
98
Apêndice B – Dados obtidos de tempo para cada condição experimental
Quadro 2 – Dados de tempo para as condições experimentais
NOBEL 3i CONEXÃO
∅ 2mm ∅ 3mm ∅ 2mm ∅ 3mm ∅ 2mm ∅ 3mm
01
00:30 00:07 01:20 00:16 00:43 00:10
02
00:33 00:08 01:13 00:18 00:43 00:10
03
00:40 00:07 01:15 00:15 00:38 00:10
04
00:50 00:07 01:33 00:17 00:43 00:10
05
00:35 00:08 01:30 00:16 00:44 00:10
06
00:33 00:07 02:00 00:22 00:32 00:09
07
00:40 00:06 02:00 00:20 00:35 00:12
08
00:40 00:06 01:33 00:18 00:45 00:10
09
00:40 00:06 02:00 00:18 00:31 00:11
10
00:38 00:06 02:00 00:19 00:47 00:11
99
FARIA, R. Evaluation of the temperature rise and time spent during
the preparation on bone tissue with differents implant drill systems.
2005. 100f. Dissertação (Mestrado em Odontologia Restauradora,
Especialidade em Prótese Dentária) – Faculdade de Odontologia de São
José dos Campos, Universidade Estadual Paulista, São José dos
Campos, 2005.
ABSTRACT
The aim of this study was to evaluate the temperature rise and the amount of
time to prepare the bone tissue with three types of implant drills: Conexão, Nobel
and 3i. Specimens of bovine cortical femoral bone (blocks) and a special set-up
were made for the test. Holes were made with 2 and 3 mm diameter drills, at a
speed of 1.500 rpm with 2kg intermitent loading , under constant irrigation with
saline solution (0,9% NaCl), at room temperature (24°C
±
1°C). The blocks were
kept in 36°C
±
1°C water bath during drilling. The temperatures rises were
measured with thermocouples placed at 5 and 13mm depth and 1mm distant
from the holes and recorded with the aid of a data collector (ADS 2000 IP-Lynx,
Brazil) operated by a personal computer. Data of temperature were subjected to
Repeated Measures Anova (3 way), considering a factorial type of 2 x 3 x 2
(diameter X drill x depthness). The depthness was the repeated factor,
α
=5
%
.
The time data were analysed by using RM Anova (2 way), considering a factorial
type of 2 x 3 (diameter x drill) and post hoc pairwise comparisons using Tukey
test,
α
= 5
%
. The results related to temperature showed that the best condition
was obtained for the 2mm Conexão drill at 5mm depthness. (36,10
±
0,52°C) and
the 2mm diameter Nobel drill had the least favorable scenary at a depthness of
13mm (38,84
±
1, 15°C) . With relation to time the best experimental condition
was obtained to the 3mm Nobel drill (6,8
±
0,79s) and the least favorable was to
the 2mm 3i drill (99,4
±
18,70s). The diameter effect was statistically significant ,
which means that no matter the type of drill, the 2mm diameter (59,13
±
31,10s) is
higher than the 3mm one (11,67
±
4,89s). It was concluded that the highest values
of temperature were obtained at 13mm depthness, regardless the type of drill.
The increase in diameter leaded to a decrease in temperature for 3i and Nobel
drills and a rise of temperature for the Conexão drills. The drilling time for 3i drills
were higher than the others, not influencing the temperature. None of the
recorded temperatures excedeed bilogical limit values.
KEYWORDS: Dental implants, osseointegration, heat generation, bone, drilling
bone.
100
Autorizo a reprodução gráfica deste trabalho.
São José dos Campos, 02 de abril de 2005.
RENATA FARIA
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
Baixar livros de Administração
Baixar livros de Agronomia
Baixar livros de Arquitetura
Baixar livros de Artes
Baixar livros de Astronomia
Baixar livros de Biologia Geral
Baixar livros de Ciência da Computação
Baixar livros de Ciência da Informação
Baixar livros de Ciência Política
Baixar livros de Ciências da Saúde
Baixar livros de Comunicação
Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE
Baixar livros de Defesa civil
Baixar livros de Direito
Baixar livros de Direitos humanos
Baixar livros de Economia
Baixar livros de Economia Doméstica
Baixar livros de Educação
Baixar livros de Educação - Trânsito
Baixar livros de Educação Física
Baixar livros de Engenharia Aeroespacial
Baixar livros de Farmácia
Baixar livros de Filosofia
Baixar livros de Física
Baixar livros de Geociências
Baixar livros de Geografia
Baixar livros de História
Baixar livros de Línguas
Baixar livros de Literatura
Baixar livros de Literatura de Cordel
Baixar livros de Literatura Infantil
Baixar livros de Matemática
Baixar livros de Medicina
Baixar livros de Medicina Veterinária
Baixar livros de Meio Ambiente
Baixar livros de Meteorologia
Baixar Monografias e TCC
Baixar livros Multidisciplinar
Baixar livros de Música
Baixar livros de Psicologia
Baixar livros de Química
Baixar livros de Saúde Coletiva
Baixar livros de Serviço Social
Baixar livros de Sociologia
Baixar livros de Teologia
Baixar livros de Trabalho
Baixar livros de Turismo
