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Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Faculdade de Odontologia
Programa de Pós-Graduação em Odontologia
Área de concentração: Cirurgia e traumatologia bucomaxilofacial
Alessandro Marchiori Farret
Análise da superfície dentinária radicular seccionada com broca e laser Er:YAG e
fusionada com laser Nd:YAG por meio de MEV e EDS.
Porto Alegre, 2010
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1
Alessandro Marchiori Farret
Análise da superfície dentinária radicular seccionada com broca e laser Er:YAG e
fusionada com laser Nd:YAG por meio de MEV e EDS.
Dissertação apresentada como parte dos
requisitos obrigatórios para obtenção do
título de Mestre em Cirurgia e Traumatologia
Bucomaxilofacial na Pontifícia Universidade
Católica do Rio Grande do Sul.
Orientador: João Batista B. Weber
Porto Alegre, 2010.
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2
Resumo
O objetivo deste trabalho foi avaliar a superfície dentinária de 20 incisivos
inferiores bovinos, os quais passaram por secção radicular com utilização de broca de
alta rotação ou laser Er:YAG, também utilizando fusão dentinária por laser de Nd:YAG.
Os dentes foram separados em 2 grupos. No primeiro, os dentes foram seccionados
com broca de alta rotação utilizando-se refrigeração constante, e no segundo grupo os
dentes foram seccionados com laser Er:YAG, em modo pulsátil, em freqüência de 10
Hz, energia por pulso de 500 mj (potência de 5 W) e sob refrigeração constante do
spray ar/água, à 3 mm do dente. Ambos os cortes geraram 2 superfícies, uma das
quais passou por fusão com laser Nd:YAG e a outra permaneceu sem tratamento na
superfície. Foram obtidas imagens por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e
dados sobre a constituição molecular das superfícies remanescentes por meio de
Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDS). Para a comparação entre os 4 grupos
utilizou-se o teste não-paramétrico Kruskal-Wallis. Os resultados foram considerados
significativos a um nível de significância máximo de 5%. O grupo cortado com broca
sem fusão dentinária apresentou valores significativamente superiores de carbono aos
demais grupos. O grupo em que os dentes foram seccionados com broca sem
tratamento da superfície apresentou quantidades de fósforo significativamente inferiores
em relação a todos os outros grupos, seguido pelos grupos onde houve corte com
broca e fusão por Nd:YAG e corte com Er:YAG e fusão por Nd:YAG, os quais não
diferiram entre si. No grupo com secção por laser Er:YAG sem tratamento dentinário,
observaram-se valores de fósforo significativamente superiores aos outros. Concluiu-se
que as superfícies resultantes dos dentes que foram cortados com broca de alta
rotação apresentaram superfície mais lisa ao exame de MEV do que as superfícies
resultantes dos dentes cortados com laser Er:YAG. Além disso, estas mesmas
superfícies também apresentaram menor índice de túbulos dentinários abertos, levando
a crer que por este método de secção dentinária, a permeabilidade da dentina
resultante será menor que a dentina cortada com laser Er:YAG, mesmo utilizando-se
fusão por laser Nd:YAG.
Palavras-chave: Apicectomia; Laser Er:YAG; Laser Nd:YAG; MEV e EDS.
3
Abstract
The aim of this study was to evaluate the dentine surface of 20 lower bovine
incisors which were undergone to root section with high-speed bur or Er:YAG laser, also
using laser fusion of dentine by Nd:YAG laser. The teeth were assigned in two groups.
In the first group the teeth were sectioned with high-speed bur with constant refrigeration
and in the second group the teeth were sectioned with Er:YAG laser in the pulse mode,
with 10 Hz of frequency and pulse energy of 500 mj (5 W of potency) under constant
refrigeration with spray water/air from 3 mm of the tooth. Both methods of cut performed
two surfaces, one of them was fused by Nd:YAG laser and the another one was kept
without surface treatment. Through the Scanning Electron Microscopy (SEM), were
done images of the surfaces and through the Energy Dispersion Spectroscopy (EDS)
were obtained data about the molecular constitution of the remaining surfaces. For the
comparison among the 4 groups the non-parametric test of Kruskal-Wallis was used.
The results were considered significant at a maximum significance level of 5%. The
group cut with bur without dentine fusion showed significant higher values of carbon in
comparison with other groups. The group in which the teeth were sectioned by bur
without surface treatment showed significant lower amounts of phosphorus in
comparison with all other groups, followed by group where there was cut with bur and
fusion by Nd:YAG and cut with Er:YAG and fusion by Nd:YAG, which did not differ
between them. In the group with section by Er:YAG laser and without dentine treatment,
were observed values of phosphorus significantly higher. The conclusion was that the
cut surfaces with high-speed bur showed a smoother surface than the surfaces obtained
with Er:YAG laser, visualized through the MEV analyses. Moreover, those same
surfaces also showed lower amount of open dentine tubules, indicating that the method
of section with bur could reduce the permeability of the dentine in comparison with
Er:YAG laser even with the fusion by the Nd:YAG laser.
Key-Words: Apicoectomy; Er:YAG laser; Nd;YAG laser; SEM and EDS.
4
Lista de figuras
Figura 1 Corte da raiz com laser Er:YAG 18
Figura 2 Fusão dentinária com laser Nd:YAG 19
Figura 3
Aparelho de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e
espectroscopia por dispersão de energia (EDS)
20
Figura 4
Imagem do microscópio eletrônico de varredura
21
Figura 5
Imagens da MEV de um elemento do grupo 1A
28
Figura 6
Imagens da MEV de um elemento do grupo 1B
29
Figura 7 Imagens da MEV de um elemento do grupo 2A
29
Figura 8 Imagens da MEV de um elemento do grupo 2B
30
5
Lista de tabelas e gráficos
Tabela 1 Organização dos grupos e subgrupos do estudo
17
Tabela 2 Dados obtidos pelo EDS submetidos a análise estatística
23
Tabela 3 Interpretação das imagens da MEV
27
Gráfico 1 Comparação dos valores Wt(%) do elemento C entre os grupos 24
Gráfico 2 Comparação dos valores Wt(%) do elemento O entre os grupos 25
Gráfico 3 Comparação dos valores Wt(%) do elemento Mg entre os grupos 25
Gráfico 4
Comparação dos valores Wt(%) do elemento P entre os grupos 26
Gráfico 5 Comparação dos valores Wt(%) do elemento Ca entre os grupos 26
6
Lista de abreviaturas, siglas e símbolos
BSE Back scattering (detector de elétrons retroespalhados)
cm Centímetro
CO
2
Dióxido de carbono
EDS Espectroscopia por dispersão de energia
Er:YAG Érbio: ítrio, alumínio, granada
et al. e colaboradores
Hz Hertz
J/cm² Joule por centímetro quadrado
keV quiloeletronvolt
MEV Microscopia eletrônica de varredura
min minuto
mm milímetro
mJ milijoule
µm micrômetro
µs microssegundo
NaCl Cloreto de sódio
Nd:YAG Neodímio: ítrio, alumínio, granada
nm nanômetro
PUCRS Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
s segundo
SE Secundary electons (detector de elétrons secundários)
SP Superpulsado
W Watt
7
Sumário
1. INTRODUÇÃO 8
2. REVISÃO DE LITERATURA 9
3. MATERIAL E METODO 17
3.1 AMOSTRA 17
3.2 ORGANIZAÇÃO DOS GRUPOS 17
3.3 SECCIONAMENTO DOS DENTES 17
3.4 TRATAMENTO DA SUPERFÍCIE DENTINÁRIA 18
3.5 MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA E EDS 19
3.6 ANALISE ESTATÍSTICA 21
4. RESULTADOS 23
5. DISCUSSAO 31
6. CONCLUSAO 34
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 35
8. ANEXOS 40
8
1 INTRODUÇÃO
A ressecção radicular, também chamada de apicectomia, é um procedimento
cirúrgico em que o ápice radicular é removido, podendo ser realizada por vários
métodos, a maioria utilizando brocas em alta ou baixa rotação. Lasers de alta potência
também têm sido usados como recurso tecnológico na execução deste procedimento
(PAGHDIWALA, 1993)
1
.
Segundo Oliveira et al.
2
(2004), a cirurgia apical é considerada uma alternativa
terapêutica para dentes com canais radiculares calcificados ou perfurados, assim como
para aqueles com canais contaminados e anatomia radicular complexa, diante de pinos
radiculares que não podem ser removidos e canais radiculares com colonização
bacteriana estável e refratária ao tratamento convencional.
A apicectomia com laser pode propiciar vantagens, como esterilização dos
túbulos dentinários pela vaporização das bactérias, derretimento e recristalização da
dentina irradiada com selamento dos túbulos dentinários, o que não ocorre com o uso
de brocas de alta e baixa rotação (ARENS e LEVY, 1993)
3
.
Com base nisso, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito do corte com laser
Er:YAG ou broca e da fusão com o laser Nd:YAG na estrutura da superfície dentinária
radicular, através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), bem como na
composição dos elementos químicos presentes nestas superfícies, por meio de
espectroscopia por dispersão de energia (EDS).
9
2 REVISÃO DE LITERATURA
Quando da impossibilidade do tratamento endodôntico, do retratamento ou,
ainda, na persistência do processo patológico periapical, a indicação recai sobre a
cirurgia paraendodôntica (LEONARDO e LEAL, 1991)
4
. A apicectomia remove o
extremo apical da raiz do dente juntamente com o seu conjunto de canais radiculares
(MARZOLA, 2002)
5
.
A dentina é permeável devido a sua estrutura canalicular, sendo que o canalículo
dentinário constitui-se na principal via de comunicação externa de uma substância para
o interior do conduto radicular (LEE, 2002)
6
. Esta permeabilidade diminui na presença
da lama dentinária e também quando ocorre a aproximação com o terço apical da raiz
dental (PECORA et al., 1993)
7
.
Karlovic
8
realizou um estudo com 60 dentes unirradiculares e retrobturados,
comparando a eficácia do laser Er:YAG e o ultrassom (US) sobre a microinfiltração em
obturações, utilizando diferentes materiais. As cavidades confeccionadas possuíam 3
mm de profundidade e em cada grupo de 30 dentes, 10 foram preenchidos com MTA,
10 com super-EBA e 10 com IRM. O ultrassom utilizou uma ponta CT-5 com uma
freqüência de 32 kHz. Os parâmetros do laser foram: pulso de duração baixa (100
micros), energia de 280 mJ, e taxa de repetição de 10 Hz. Os resultados demonstraram
que as cavidades preparadas com laser Er:YAG apresentaram microinfiltração
significativamente menor com todos os materiais.
Dutra Corrêa et al.
9
(2005) realizaram um estudo comparando, ao microscópio de
luz, a morfologia da dentina de dentes bovinos e humanos. Dentes bovinos foram
fixados em formol tamponado a 10%. Foram preparadas lâminas pelas técnicas de
10
desgaste e de descalcificação; estas foram coradas por Hem/Eosina (HE) e Tricrômico
de Masson. Os autores concluíram, perante estudos previamente realizados em dentina
humana, que a dentina bovina apresenta maior número de túbulos dentinários na área
próxima à polpa e menor número próximo ao esmalte, semelhante à dentina humana;
maior diâmetro nas proximidades do esmalte e menor diâmetro nas proximidades da
polpa, ao contrário da dentina humana; a distribuição da dentina intertubular bovina
próxima à polpa não foi uniforme ao longo do dente. Considerando estas conclusões,
especialmente a que mostra maior diâmetro dos túbulos dentinários próximo ao
esmalte, na dentina de dentes bovinos, sugere-se alterações em pesquisas que utilizam
essa dentina em substituição à dentina humana.
Tanji e Eduardo
10
(2002), analisou as alterações de temperatura e estrutura
morfológica de dentes bovinos irradiados por Er:YAG. Grupo 1 - energia por pulso de
250 mJ, 2 Hz de taxa de repetição, sob refrigeração água/ar (80,24J/cm²; 0,5W); Grupo
2 - 250 mJ, 2 Hz, sem refrigeração água/ar (80,24J/cm²; 0,5W); Grupo 3 - 250mJ, 4Hz,
sob refrigeração água/ar (80,24J/cm²;1,0W); Grupo 4 - 250mJ, 4 Hz, sem refrigeração
água/ar (80,24J/cm²; 1,0W). O autor observou um aumento da temperatura,
significantemente maior, quando não foi usado refrigeração água/ar, assim como maior
tempo para a redução da temperatura nesta condição. A microscopia óptica revelou
trincas e carbonizações quando não há refrigeração dos tecidos durante a irradiação.
Na microscopia eletrônica por varredura, fusões e recristalizações da dentina foram
observadas após irradiação com Er:YAG sem refrigeração.
Anido
11
(2005) comparou a dentina humana e bovina quanto à profundidade de
desmineralização, com ácido fosfórico a 37% e com primer ácido. O autor também
11
avaliou a espessura de hibridização empregando um sistema adesivo
autocondicionante e um convencional. Para tanto, utilizou 15 incisivos humanos e 15
bovinos, extraídos e congelados. Após, obteve fatias de dentina da face vestibular de
10 destes dentes, humanos e bovinos, destinadas à análise da desmineralização. Os
espécimes do grupo controle receberam uma camada de verniz em sua porção cervical.
Posteriormente, submeteu estas ao tratamento com ácido e em seguida, fraturou a fatia
para verificação do perfil de adesão com MEV. Cinco dentes humanos e bovinos
destinaram-se a análise da hibridização na porção média de dentina. Para isso, os
dentes foram seccionados, divididos em duas hemi-coroas, isolados com verniz
(controle), submetidos a aplicação de 2 sistemas adesivos diferentes (Clearfil SE Bond-
Kuraray e Adper Single Bond-3M ESPE) utilizando as instruções do fabricante. Todas
as amostras foram processadas para análise ao MEV do perfil de adesão e
desmineralização. O autor concluiu que as duas dentinas apresentam comportamento
similar durante os procedimentos adesivos e que dentes bovinos podem substituir
dentes humanos em estudos in vitro da performance inicial de sistemas adesivos.
Eugénio
12
(2005) em um estudo onde pesquisou a caracterização da superfície
dentinária processada com laser excímero KrF (utilizando de 0.5 a 20 J/cm
2
) por meio
de MEV, EDS e Fourtier Transform Infra-red Spectroscopy (FTIR), observou que
algumas amostras apresentaram superfície dentinária plana devido à disposição de
partículas resultantes da ablação, independentemente do pulso utilizado. Enquanto
isso, outras amostras onde o pulso utilizado foi de até 1 J/cm
2
, houve a remoção
preferencialmente de dentina intertubular, dando a ela um aspecto colunar pela
presença da dentina peritubular. Onde foi usado pulso maior que 1 J/cm
2
, a superfície
12
dentinária mostrou-se plana, coberta por material ressolidificado. Além disso, o autor
concluiu que os lasers excímeros são mais apropriados que os lasers de Nd:YAG e CO
2
para aplicação em dentina porque o curto comprimento de onda e a curta duração do
pulso minimizam o dano térmico, além de permitir a remoção controlada da dentina,
proporcionando cavidades bem definidas.
Turkmen et al.
13
(2000) encontraram esferas isoladas de material recristalizado
nas superfícies processadas com lasers de CO
2
e Nd:YAG, enquanto que tratando com
laser excímero de ArF, produziu-se pequena mudança morfológica na dentina.
Aranha
14
(2005) analisou o efeito dos lasers Er:YAG e Nd:YAG na redução da
permeabilidade da dentina através de selamento dos túbulos dentinários. Selecionou 30
pré-molares, os quais seccionou na porção da junção amelocementária com disco
diamantado. Foram feitas irradiações com os lasers, na superfície da dentina, seguindo
2 protocolos para o laser Nd:YAG: (A)1 w, 10 Hz e (B) 1.5 w, 15 Hz, e um para o
Er:YAG :60 mJ, 2 Hz em 4 aplicações de 20 segundos cada, distante 6 mm da
superfície. Logo após, as amostras foram imersas em Rodamina B 1% à 37ºC em
câmera umidificada. O autor concluiu que ambos os lasers, pelos parâmetros usados,
reduziram a permeabilidade dentinária, tendo o laser de Er:YAG maior eficácia.
Outros estudos, como o de Tonami et al.
15
(2005) que analisaram a resistência
elástica da dentina bovina após irradiação, durante 20 segundos com laser Er:YAG (1,5
W, comprimento de onda de 2,94 nm, distância da superfície irradiada menor que 1
mm, área irradiada de 8x4 mm, durante 20 segundos), CO
2
(2 W, comprimento de onda
de 10,6 nm, distância da superfície irradiada de 5 mm, área irradiada de 8x4 mm,
durante 20 s) ou diodo (2 W, comprimento de onda de 0,81nm, distância da superfície
irradiada de 1mm, área irradiada 8x4mm, durante 20 s). A resistência elástica dos
13
tecidos irradiados variou entre 64,3 – 73,1 MPa, enquanto que, no grupo controle,
variou entre 71,0 – 78,5 MPa, mostrando uma tendência de redução após aplicação dos
lasers.
Duarte et al.
16
(2007) realizaram um estudo para comparar por microscopia
eletrônica de varredura, a superfície radicular após ressecção por 4 meios: Er:YAG
laser, broca de alta rotação #699 carbide, broca #699 carbide mais Shofu point
finishing, e por broca Zekrya. Utilizaram 39 pré-molares humanos, extraídos e tratados
endodonticamente e, posteriormente, mantidos a 37º C em câmara úmida. As raízes
foram seccionadas apicalmente num ângulo de 90º em relação ao longo eixo do dente,
cortando 2 mm abaixo do ápice radicular. Os parâmetros para a utilização do laser
Er:YAG foram: comprimento de onda de 2,94 nm, 350 mJ de energia e freqüência de 6
Hz, com irrigação. Todas as brocas foram utilizadas em alta rotação e com irrigação
por solução salina. Foram tomadas microfotografias com uma ampliação de 400x para
análise da superfície, e foram dados escores de 0 a 3 em ordem crescente para
rugosidade da superfície. Os autores concluíram que os melhores resultados obtidos
foram nos dentes que sofreram ressecção por broca #699 carbide mais acabamento
com pontas Shofu, seguindo-se o grupo que utilizou broca Zekrya. O grupo em que se
utilizou laser Er:YAG obteve os piores resultados, segundo o autor, provavelmente
devido ao modo pulsátil do laser.
Baraldi e Puricelli
17
(2000) avaliaram in vitro as alterações morfológicas da
superfície de corte apical promovidas pela irradiação com laser de Nd:YAG sem
contato, em diferentes potências. Para tanto utilizaram trinta dentes caninos humanos,
que, após a remoção de suas coroas, receberam tratamento endodôntico. As raízes
foram, então, submetidas à apicectomia, com remoção de quatro milímetros do
14
comprimento do terço apical. O corte foi executado perpendicular ao longo eixo
radicular, sempre pelo mesmo operador. Utilizou-se, para apicectomia, fresa cirúrgica
tronco-cônica, montada em motor elétrico, sob irrigação constante com água destilada.
Com auxílio de disco diamantado, dois pequenos sulcos foram executados nas arestas
formadas pela face apical e as paredes radiculares mesial e distal, dividindo a face
apical obtida, após a apicectomia, em duas áreas: vestibular e lingual. Os sulcos
serviram como guias de orientação para irradiação com laser de apenas uma das áreas
apicais. Estas amostras foram então, irradiadas com laser Nd:YAG, em comprimento de
onda de 1,064 nm, em modo pulsátil (pulsos de 150 ms) perpendicularmente à
superfície em distância padronizada de 2 mm. O tempo padronizado da duração da
irradiação foi de 30 segundos, e não se utilizou qualquer meio de refrigeração. Os 3
grupos dividiram-se pela potência utilizada no laser: 1,6 W, 2,0 W e 2,4 W. Os autores
concluíram que o laser de Nd:YAG foi capaz de promover fusão e recristalização da
smear layer, na superfície de corte de apicectomias, nas condições de irradiação
descritas, ocorrendo danos térmicos eventuais.
Queiroz et al.
18
(2004) desenvolveram um estudo sobre modificação da
hidroxiapatita e hidroxidoapatita vitro-reforçada por irradiação de laser KrF excímero.
Após tratados com agentes químicos apropriados, as duas substâncias foram
submetidas a irradiação de laser KrF com 248 nm de comprimento de onda e 30 ns de
duração do pulso. Utilizaram uma ampla gama de parâmetros para irradiação, com
densidades variando entre 0.2 e 10 J/cm
2
, freqüências de 5, 50 e 100 Hz e número de
pulsos variando de 10 à 2000. Avaliaram, então, por meio de MEV, EDS, XRD (X-ray
Diffraction), XPS (X-ray Photoelecron Spectroscopy) e FTIR-ATR as superfícies.
Concluíram que a rugosidade da superfície aumenta com o número de pulsos para os
15
dois materiais, chegando em alguns casos (1000 pulsos) a se duplicar a área de
superfície da amostra.
Soares et al.
19
(2007) realizaram um estudo para avaliar a morfologia molecular
na dentina, após aplicação de laser Er:YAG. Utilizou, para isso, seis terceiros molares
humanos extraídos, hígidos, os quais foram armazenados em solução de Timol 0,1% a
9ºC, por uma semana. Os dentes foram, então, lavados por 24 horas com água filtrada
para eliminar resíduos da solução de Timol. Logo após, o terço oclusal foi seccionado
perpendicularmente ao longo-eixo do dente e as raízes foram fatiadas para o teste. A
superfície de cada fatia foi dividida em 4 áreas, com cada quadrante sendo tratado
diferentemente: grupo controle: ácido fosfórico 37% por 15 segundos; grupo I: laser
Er:YAG (80 mJ, 3 Hz, 15 J, 190 pulsos); grupo II: laser Er:YAG(120 mJ, 3 Hz, 15 J, 128
pulsos); grupo III: laser Er:Yag(180 mJ ,3 Hz, 15 J, 86 pulsos). As amostras foram então
submetidas a MEV e FTIR, este último utilizando 4 espectros diferentes. As imagens da
MEV demonstraram que o ácido fosfórico produziu uma superfície adesiva mais
favorável do que as superfícies irradiadas com laser. A avaliação das mudanças dos
conteúdos minerais e orgânicos produzidos pelo laser na superfície das amostras,
utilizando FTIR, revelou que o grupo III (laser Er:YAG 180 mJ) apresentou mudanças
químicas nas proteínas, fosfatos e carbonatos da dentina.
Slutzky-Goldberg et al.
20
realizaram um estudo para comparar o efeito do laser
de CO
2
e da broca de alta rotação na microdureza dos tecidos duros dos dentes
humanos. Dez dentes humanos (molares e pré-molares) hígidos foram obtidos e
armazenados em solução salina estéril à 4ºC. Posteriormente, as coroas foram
separadas das raízes usando uma broca de alta rotação e foram seccionadas
verticalmente em várias fatias com disco diamantado em baixa velocidade e os tecidos
16
pulpares remanescentes foram devidamente removidos. As 12 fatias remanescentes
foram tratadas em quatro áreas, no esmalte e na dentina, usando laser CO
2
, e duas
diferentes áreas, no esmalte e na dentina, usando uma broca de alta rotação, ambos os
tratamentos por 3 segundos. O laser 9.6 µm foi regulado em 7 e 3,5 W, à 5 µs de
duração de pulso e 10 Hz de taxa de repetição. A broca utilizada foi de modelo C1, da
marca Strauss&Co., em alta rotação, no esmalte e dentina. O estudo demonstrou que,
no esmalte, não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos. Porém,
na dentina, o laser CO
2
parece ter enfraquecido mais os limites da cavidade de dentina,
provavelmente devido a sua maior efetividade em tecidos com altas concentrações de
água.
Çelik et al. realizaram um estudo comparando a microdureza da dentina
remanescente em cavidades dentinárias preparadas com laser de Er, Cr:YSGG e
Er:YAG, comparando com o método convencional por brocas. Para isso, utilizaram o
teste de microdureza de Vickers, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e
spectroscopia (EDS). Cavidades de 3x3 mm de área por 2 mm de profundidade foram
feitas utilizando os seguintes parâmetros: laser Er,Cr:YSGG – 6W, com freqüência de
20Hz, irrigação de 30% ar e 70% água, para o esmalte e, para preparo em dentina, 4W,
25Hz com a mesma irrigação; laser Er:YAG – 600 mJ, a 6 Hz, com spray de água
contínuo, alterando para 250 mJ a 4 Hz com a mesma irrigação para a dentina. Outro
grupo utilizou broca diamantada da maneira tradicional, com irrigação abundante até
atingir as medidas padronizadas pelo estudo. Os autores não obtiveram resultados
estatisticamente significantes quanto a diferença na microdureza dentinária, assim
como não foi encontrada diferença na morfologia molecular entre os grupos.
17
3 MATERIAL E METODO
3.1 Amostra
Foram utilizados 20 dentes bovinos, incisivos centrais, obtidos no Frigorífico
Silva, em Santa Maria/RS. Após extração dos dentes das mandíbulas bovinas, os
mesmos foram lavados e raspados com o objetivo de remover quaisquer restos de
ligamento periodontal. Em seguida, foram armazenados imersos em água deionizada a
4ºC, trocada semanalmente.
3.2 Organização dos grupos
Os dentes foram divididos, aleatoriamente, em dois grupos, com 10 dentes cada,
de acordo com o tipo de seccionamento ao qual serão submetidos. Após o corte, uma
superfície dentinária permaneceu intacta (Subgrupos 1A e 2A) e a outra foi fusionada
com laser Nd:YAG (Subgrupos 1B e 2B) (Tabela 1).
Tabela 1 – Organização dos grupos conforme corte e tratamento da superfície dentinária
GRUPO N CORTE SUBGRUPOS TRATAMENTO SUPERFÍCIE
1A Não
1 10 Broca diamantada
1B
Laser Nd:YAG
2A Não
2 10
Laser Er:YAG
2B
Laser Nd:YAG
3.3 Seccionamento dos dentes
No grupo 1, os 10 dentes foram seccionados, na porção média da raiz, com uso
de uma broca cilíndrica diamantada 4138 (KG Sorensen), em 380.000 rpm, sob
irrigação constante de solução fisiológica 0,9% , em ângulo de 90 graus com o longo-
eixo do dente.
18
No grupo 2, os dentes foram seccionados, na porção média da raiz, com o laser
Er:YAG, no modo pulsátil, em freqüência de 10 Hz, energia por pulso de 500 mj
(potência de 5 W) e sob refrigeração constante do spray ar/água, à 3 mm do dente
(Figura 1).
3.4 Tratamento da superfície dentinária
Após o corte, cada dente resultou em duas superfícies com o mesmo tipo de
corte. Uma superfície permaneceu intacta e, na outra (subgrupos 1B e 2B), foi feita
fusão dentinária com laser Nd:YAG, no modo pulsátil, com freqüência de 20 Hz, sem
refrigeração, com energia de pulso de 200 mJ (potencia de 4 W), durante 60 s, com
fibra óptica distanciada 2 mm da superfície dentinaria
17, 21-24
(Figura 2)
. A aplicação do
laser foi realizada em ziguezague, nos sentidos vestíbulo-palatino e mésio-distal, para
que toda a superfície exposta pelo corte fosse tratada. Após cada uso, a extremidade
da fibra óptica recém utilizada foi cortada com cortador especial.
Figura 1. Corte da raiz com laser Er:YAG
19
Todos os dentes foram marcados com tinta preta resistente à água, nas duas metades,
de acordo com o grupo e o subgrupo aos quais pertencem. Após, todas amostras foram
armazenadas, novamente, em água deionizada a 4ºC, com a extremidade incluída em
cera utilidade afim de manter a superfície de corte livre e em imersão constante na
substância.
Ambos os lasers foram utilizados a partir do equipamento Twinlight Laser
Dental® (Fotona, Eslovênia), previamente calibrado por empresa certificada da marca.
3.5 Microscopia eletrônica de varredura e EDS
As amostras foram levadas para análise no Centro de Microscopia e
Microanálises da Pontifícia Universidade do Rio Grande do Sul e analisadas em um
microscópio eletrônico de varredura Philips, modelo XL 30 (Figura 3). Este microscópio
possui ainda um sistema de EDS, utilizado para identificar a composição química das
amostras, além de permitir o mapeamento dos mesmos, em toda a área selecionada.
Figura 2. Fusão dentinária com laser Nd:YAG
20
As amostras foram deixadas por duas semanas em dessecador. Após este
período, foram metalizadas por um filme de ouro através de uma técnica de deposição
de íons (Sputter Coater), devido à não condução elétrica de amostras biológicas.
As amostras foram posicionadas convenientemente, em porta-amostras do
microscópio (stubs), para uma boa visualização da superfície cortada. A fim de
permaneçam na posição adequada, utilizou-se cianoacrilato de etila para fixá-las.
Foram, então, obtidas imagens de MEV das 40 superfícies cortadas visando à
observação da totalidade da face. Foram tomadas imagens com 35x, 1000x e 3000x de
magnificação. A energia do feixe de elétrons foi de 20 keV e o diâmetro do feixe
utilizado de 4.9 nm. A morfologia da superfície das amostras foi avaliada com o detector
de elétrons secundários (SE), em magnificação de 70x.
Também foram obtidas imagens de MEV com o detector de elétrons
retroespalhados (BSE) por exibir melhor contraste entre materiais com significativas
diferenças de pesos atômicos. Análises por EDS para a identificação dos elementos
Figura 3. Aparelho de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e
espectroscopia por dispersão de energia (EDS)
21
químicos presentes em cada superfície foram realizadas com um detector de estado
sólido de Si (Li) (Figura 4).
3.6 Análise estatística
A análise estatística foi realizada através de tabelas, gráficos e estatísticas
descritivas (média e desvio-padrão) e alguns testes estatísticos destacados a seguir.
Para a verificação da normalidade dos dados a primeiro teste a ser executado foi
o teste Kolmogorov- Smirnov. Os resultados deste teste apontam que algumas das
variáveis analisadas não tiveram esta condição garantida (apresentar distribuição
normal), sendo assim os testes utilizados para a comparação foram testes não-
paramétricos.
Para a comparação entre os 4 grupos utilizou-se o teste não-paramétrico
Kruskal-Wallis.
Figura 4. Imagem do microscópio eletrônico de varredura com
ampliação de 35x. Os quadrados marcados em vermelho foram as
áreas selecionadas para exame com EDS. Para todas as superfícies
foram selecionados 4 locais em pontos eqüidistantes para aquisição
dos dados.
22
Os resultados foram considerados significativos a um nível de significância
máximo de 5% (p≤0,05) e para o processamento e análise destes dados foi utilizado o
software estatístico SPSS versão 10.0
23
4 RESULTADOS
Na análise por EDS foram encontrados os seguintes dados.
Tabela 2. Comparação dos valores Wt(%) entre os grupos de estudo
Elemento Grupo n Mínimo Máximo Média Desvio-padrão p
Grupo1A 10 5,46 16,67 9,54
A
3,34 0,050
Grupo 1B 10 4,23 15,28 6,80
B
3,79
Grupo 2A 10 5,55 9,99 6,92
B
1,26
C
Grupo 2B 10 4,40 11,08 7,66
AB
2,13
Grupo1A 10 23,28 33,65 28,66 2,89 0,226
Grupo 1B 10 23,57 29,36 26,59 1,71
Grupo 2A 10 25,02 31,21 27,95 2,05
O
Grupo 2B 10 25,07 30,27 28,00 1,89
Grupo1A 10 0,00 1,64 0,81 0,57 0,230
Grupo 1B 10 0,66 1,78 1,18 0,37
Grupo 2A 10 0,69 1,81 1,27 0,29
Mg
Grupo 2B 10 0,58 2,64 1,35 0,65
Grupo1A 10 19,98 26,51 22,26
A
1,69 0,008
Grupo 1B 10 21,40 26,51 24,78
B
1,53
Grupo 2A 10 19,27 25,25 23,57
C
1,82
P
Grupo 2B 10 21,54 25,25 23,53
C
1,32
Grupo1A 10 33,97 42,74 37,72 2,86 0,186
Grupo 1B 10 32,81 43,54 40,43 3,22
Grupo 2A 10 36,39 44,59 39,70 2,51
Ca
Grupo 2B 10 36,23 44,58 39,45 2,89
* Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si
Através dos resultados do teste não-paramétrico Kruskal-Wallis verifica-se que
existe diferença significativa entre os grupos para os seguintes elementos:
24
- Elemento C: O grupo 1A apresenta valores significativamente superiores aos
grupos 1B e 2A (que não diferem entre si). O grupo 2B não apresenta diferença
significativa. (p=0,050)
- Elemento P: O grupo 1A apresenta valores significativamente inferiores a todos
os outros grupos, seguido pelos grupos 2A e 2B (que não diferem entre si). E por fim,
com valores significativamente superiores aos outros grupos o grupo 1B. (p=0,008)
Gráfico 1. Comparação dos valores Wt(%) do elemento C entre os grupos de estudo
9,54
6,80
6,92
7,66
0
2
4
6
8
10
12
Grupo1A Grupo 1B Grupo 2A Grupo 2B
Média C (Wt%)
25
Gráfico 2. Comparação dos valores Wt(%) do elemento O entre os grupos de estudo
28,66
26,59
27,95
28,00
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
Grupo1A Grupo 1B Grupo 2A Grupo 2B
Média O (Wt%)
Gráfico 3. Comparação dos valores Wt(%) do elemento Mg entre os grupos de estudo
0,81
1,18
1,27
1,35
0,0
0,3
0,6
0,9
1,2
1,5
1,8
Grupo1A Grupo 1B Grupo 2A Grupo 2B
Média Mg (Wt%)
26
Gráfico 4. Comparação dos valores Wt(%) do elemento P entre os grupos.
22,26
24,78
23,57
23,53
20
21
22
23
24
25
26
Grupo1A Grupo 1B Grupo 2A Grupo 2B
Média P (Wt%)
Gráfico 5. Comparação dos valores Wt(%) do elemento Ca entre os grupos.
37,72
40,43
39,70
39,45
35
36
37
38
39
40
41
42
Grupo1A Grupo 1B Grupo 2A Grupo 2B
Média Ca (Wt%)
27
Análise da microscopia eletrônica de varredura (MEV)
Com base na microscopia eletrônica de varredura obtidas no microscópio
eletrônico foi montada uma tabela com a interpretação das respectivas imagens
relativas a cada superfície dentinária.
Tabela 3. Interpretação das imagens da MEV
1A1
1A2
1A3
1A4
1A5
1A6
1A7
1A8
1A9
1A10
Superfície regular X X X X X X X X X X
Superfície irregular
Trincas Presentes X X X X X X X X X X
Trincas ausentes
Forame aberto X X X X X X X X X X
Forame fechado
Presença smear layer X X X X X X X X X X
Ausência smear layer
Túbulos completamente
fechados
X X X X X X X X X
Túbulos parcialmente abertos X
Túbulos completamente abertos
1B1
1B2
1B3
1B4
1B5
1B6
1B7
1B8
1B9
1B10
Superfície regular X X X X X X X X
Superfície irregular X X
Trincas Presentes X X X X X X X X X X
Trincas ausentes
Forame aberto X X X X X X X X X X
Forame fechado
Presença smear layer X X X X X X X X X X
Ausência smear layer
Túbulos completamente
fechados
X X X X X X X X
Túbulos parcialmente abertos X X
Túbulos completamente abertos
2A1
2A2
2A3
2A4
2A5
2A6
2A7
2A8
2A9
2A10
Superfície regular
Superfície irregular X X X X X X X X X X
Trincas Presentes X X X X X X X X
Trincas ausentes X X
Forame aberto X X X X X X X X X X
Forame fechado
Presença smear layer X X X X X X X X X X
Ausência smear layer
Túbulos completamente fechados X X
Túbulos parcialmente abertos X X X X X X X X
Túbulos completamente abertos
28
2B1
2B2
2B3
2B4
2B5
2B6
2B7
2B8
2B9
2B10
Superfície regular
Superfície irregular X X X X X X X X X X
Trincas Presentes X X X X X X X X X X
Trincas ausentes
Forame aberto X X X X X X X X X X
Forame fechado
Presença smear layer X X X X X X X X X X
Ausência smear layer
Túbulos completamente
fechados
X X X X X
Túbulos parcialmente abertos X X X X X
Túbulos completamente abertos
Figura 5. Imagens da MEV de um elemento do grupo 1A.
29
Figura 6. Imagens da MEV de um elemento do grupo 1B
Figura 7. Imagens da MEV de um elemento do grupo 2A
30
Figura 8. Imagens da MEV de um elemento do grupo 2B
31
5 DISCUSSÃO
Para a realização desse trabalho foram utilizados dentes bovinos (incisivos
inferiores permanentes). Foi optado por estes dentes, devido a facilidade de obtenção e
da similaridade com a dentina humana e padronização na morfologia radicular, já que
estes dentes apresentam pouca variação de forma e tamanho.
11
A análise por microscopia eletrônica de varredura revelou que os grupos
cortados com broca (1A e 1B) apresentaram superfície mais lisa do que os grupos onde
os dentes foram cortados com laser Er:YAG, como também foi descrito no estudo de
Duarte Corrêa et al.
9
Muito provavelmente isso se deve ao fato de o laser Er:YAG ser
utilizado no modo pulsatil, não cortando a dentina regularmente.
1,9,26,27
Segundo Kessler et al.
28
e Gown-Soares et al.
29
, superfícies cortadas com broca,
por serem mais lisas, apresentam maior permeabilidade dentinárias do que as cortadas
com laser Er:YAG. Neste trabalho foi evidenciado o oposto, pois as superfícies cortadas
com laser Er:YAG apresentaram maior concentração de túbulos dentinários abertos do
que as superfícies remanescentes do corte com broca. Isso provavelmente se deve ao
fato de que a smear layer restante na superfície cortada por broca obliterou os
canalículos dentinários perante a análise por MEV, ao passo que o laser Er:YAG
ablacionou a camada de lama dentinária.
Superfícies lisas remanescentes de apicectomias melhoram o reparo tecidual em
nível de ligamento periodontal e favorecem a colocação do material retrobturador, além
de dificultarem a proliferação de microorganismos.
28
Também sob a análise da superfície por MEV, verificou-se que os grupos onde
foi usado laser Nd:YAG (1B e 2B) a superfície apresentou uma smear-layer fusionada
em relação aos grupos 1A e 2A. Aparentemente esta fusão e recristalização da smear-
32
layer foi responsável, ao menos no grupo 2B, pela menor quantidade de túbulos
dentinários abertos.
Praticamente todos os dentes usados no experimento, sob microscopia
eletrônica, apresentaram trincas ou fraturas. Isto é considerado um fato corriqueiro
neste tipo de análise, tendo em vista que ocorre devido ao processo de secagem e ao
vácuo do sistema interno do aparelho de microscopia. Ao passo que exista ainda uma
mínima umidade dentro do dente, com a diminuição da pressão atmosférica para
obtenção do vácuo no aparelho ocorre uma expansão deste líquido no interior destes
túbulos, causando fraturas ou trincas na dentina.
Os elementos químicos analisados neste trabalho sob espectroscopia por
dispersão de energia (EDS em inglês) foram o Carbono, oxigênio, magnésio, fósforo e
cálcio. Na composição da dentina encontra-se água (aproximadamente 12%), material
orgânico (18%) e matéria inorgânica ou mineral (70%), esta última composta por
unidades moleculares de hidroxiapatita, cuja respectiva fórmula é Ca
10
(PO4)
6
(OH)
2
além de alguns fosfatos de cálcio, carbonatos, sulfatos e outros elementos como flúor,
cobre, zinco e ferro.
30
Em se tratando de dentes bovinos, é interessante observar que a
presença de flúor tende a ser zero, já que o contato destes animais com água
fluoretada é raro e os dentifrícios ou colutórios bucais não são utilizados.
Nos 4 tipos de tratamento pelos quais passaram as superfícies dentinárias neste
estudo, a variação da porcentagem dos elementos Magnésio, Oxigênio e Cálcio não foi
estatisticamente significativa.
O elemento Carbono obteve valores significativamente superiores, no grupo 1A
(dente cortado com broca e sem fusão por laser Nd:YAG) aos valores dos grupos 1B
(cortado com broca e com superfície fusionada por Nd:YAG) e 2A (cortado com laser
33
Er:YAG e sem fusão da superfície), estes dois últimos não diferindo estatisticamente
entre si. O grupo 2B onde foi utilizado corte com laser Er:YAG e fusão da superfície por
Nd:YAG não apresentou resultados significativamente diferentes em relação a nenhum
dos outros grupos. Isso contradiz estudos como o de Lustosa
31
, no qual afirma que o
grupo que utilizou broca de alta rotação foi o que obteve menores valores de carbono
ao exame de espectroscopia, em comparação com os dentes apicectomizados por laser
CO2 e Er:YAG.
Tanji
10
afirmou que, sem uso de refrigeração, as superfícies irradiadas com laser
Er:YAG apresentaram trincas e carbonizações, geradas por grande aumento de
temperatura da superfície irradiada.
Neste estudo foi utilizada refrigeração em todos os grupos, utilizando laser ou
broca para secção. Sendo assim, como o grupo 1A, o qual resultou de uma superfície
seccionada por broca com refrigeração sem fusionamento de smear-layer, obteve a
maior porcentagem de carbonatos, é passível de se entender que houve geração de
calor excessivo com o uso da broca, mesmo refrigerada pelo spray, maior inclusive que
com o uso de laser Er:YAG.
Outros estudos podem-se somar a este, utilizando os mesmos parâmetros com
dentes humanos ou mesmo outros tipos de laser, como lasers excímeros e lasers de
CO2, a fim de se melhor elucidar as conseqüências e vantagens do uso destas
técnicas.
34
6 CONCLUSÃO
Com base nos dados obtidos nesta pesquisa, chega-se a seguintes conclusões:
a) as superfícies resultantes dos dentes que foram cortados com broca de alta
rotação obtiveram superfície mais lisa ao exame de MEV do que as
superfícies resultantes dos dentes cortados com laser Er:YAG;
b) as superfícies dentinárias que passaram por corte com broca e não foram
fusionadas com laser Nd:YAG apresentaram valores maiores de carbono que
as cortadas com laser, porém, não há indícios ao exame de MEV de focos de
carbonizações em nenhum dos grupos;
c) as superfícies cortadas por broca obtiveram menor índice de túbulos
dentinários abertos, levando a crer que por este método de secção dentinária,
a permeabilidade da dentina resultante será menor que a dentina cortada
com laser Er:YAG, mesmo utilizando fusão por laser Nd:YAG.
35
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CO
2
e Laser Er:YAG por meio de MEV e EDS. Tese de Doutorado. Faculdade de
Odontologia da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, 2008.
40
8 ANEXOS
41
42
Análise da superfície dentinária radicular seccionada com broca e laser Er:YAG e
fusionada com laser Nd:YAG por meio de MEV e EDS.
Alessandro Marchiori Farret - Especialista e Mestrando em CTBMF - PUCRS
João Batista B. Weber - Especialista e Mestre em Odontopediatria e Doutor em CTBMF -
PUCRS
Marília Gerhardt de Oliveira - Especialista e Mestre em CTBMF e Doutora em Estomatologia
- PUCRS
Autor para correspondência:
Prof. João Batista B. Weber, Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Av.
Ipiranga 6681, Prédio 6, sala 201. Porto Alegre, RS.
Resumo
O objetivo deste trabalho foi avaliar a superfície dentinária de 20 incisivos inferiores
bovinos, os quais passaram por secção radicular com utilização de broca de alta rotação ou laser
Er:YAG, também utilizando fusão dentinária por laser de Nd:YAG. Os dentes foram separados
em 2 grupos. No primeiro, os dentes foram seccionados com broca de alta rotação utilizando-se
refrigeração constante, e no segundo grupo os dentes foram seccionados com laser Er:YAG, em
modo pulsátil, em freqüência de 10 Hz, energia por pulso de 500 mj (potência de 5 W) e sob
refrigeração constante do spray ar/água, à 3 mm do dente. Ambos os cortes geraram 2 superfícies,
uma das quais passou por fusão com laser Nd:YAG e a outra permaneceu sem tratamento na
superfície. Foram obtidas imagens por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e dados
sobre a constituição molecular das superfícies remanescentes por meio de Espectroscopia de
43
Dispersão de Energia (EDS). Para a comparação entre os 4 grupos utilizou-se o teste não-
paramétrico Kruskal-Wallis. Os resultados foram considerados significativos a um nível de
significância máximo de 5%. O grupo cortado com broca sem fusão dentinária apresentou valores
significativamente superiores de carbono aos demais grupos. O grupo em que os dentes foram
seccionados com broca sem tratamento da superfície apresentou quantidades de fósforo
significativamente inferiores em relação a todos os outros grupos, seguido pelos grupos onde
houve corte com broca e fusão por Nd:YAG e corte com Er:YAG e fusão por Nd:YAG, os quais
não diferiram entre si. No grupo com secção por laser Er:YAG sem tratamento dentinário,
observaram-se valores de fósforo significativamente superiores aos outros. Concluiu-se que as
superfícies resultantes dos dentes que foram cortados com broca de alta rotação apresentaram
superfície mais lisa ao exame de MEV do que as superfícies resultantes dos dentes cortados com
laser Er:YAG. Além disso, estas mesmas superfícies também apresentaram menor índice de
túbulos dentinários abertos, levando a crer que por este método de secção dentinária, a
permeabilidade da dentina resultante será menor que a dentina cortada com laser Er:YAG,
mesmo utilizando-se fusão por laser Nd:YAG.
Palavras-chave: Apicectomia; Laser Er:YAG; Laser Nd:YAG; MEV e EDS.
Abstract
The aim of this study was to evaluate the dentine surface of 20 lower bovine incisors which were
undergone to root section with high-speed bur or Er:YAG laser, also using laser fusion of dentine
by Nd:YAG laser. The teeth were assigned in two groups. In the first group the teeth were
sectioned with high-speed bur with constant refrigeration and in the second group the teeth were
sectioned with Er:YAG laser in the pulse mode, with 10 Hz of frequency and pulse energy of 500
mj (5 W of potency) under constant refrigeration with spray water/air from 3 mm of the tooth.
44
Both methods of cut performed two surfaces, one of them was fused by Nd:YAG laser and the
another one was kept without surface treatment. Through the Scanning Electron Microscopy
(SEM), were done images of the surfaces and through the Energy Dispersion Spectroscopy
(EDS) were obtained data about the molecular constitution of the remaining surfaces. For the
comparison among the 4 groups the non-parametric test of Kruskal-Wallis was used. The results
were considered significant at a maximum significance level of 5%. The group cut with bur
without dentine fusion showed significant higher values of carbon in comparison with other
groups. The group in which the teeth were sectioned by bur without surface treatment showed
significant lower amounts of phosphorus in comparison with all other groups, followed by group
where there was cut with bur and fusion by Nd:YAG and cut with Er:YAG and fusion by
Nd:YAG, which did not differ between them. In the group with section by Er:YAG laser and
without dentine treatment, were observed values of phosphorus significantly higher. The
conclusion was that the cut surfaces with high-speed bur showed a smoother surface than the
surfaces obtained with Er:YAG laser, visualized through the MEV analyses. Moreover, those
same surfaces also showed lower amount of open dentine tubules, indicating that the method of
section with bur could reduce the permeability of the dentine in comparison with Er:YAG laser
even with the fusion by the Nd:YAG laser.
Key-Words: Apicoectomy; Er:YAG laser; Nd;YAG laser; SEM and EDS.
Introdução
A ressecção radicular, também chamada de apicectomia, é um procedimento cirúrgico em
que o ápice radicular é removido, podendo ser realizada por vários métodos, a maioria utilizando
brocas em alta ou baixa rotação. Lasers de alta potência também têm sido usados como recurso
tecnológico na execução deste procedimento.
1
45
Segundo Oliveira et al.
2
, a cirurgia apical é considerada uma alternativa terapêutica para
dentes com canais radiculares calcificados ou perfurados, assim como para aqueles com canais
contaminados e anatomia radicular complexa, diante de pinos radiculares que não podem ser
removidos e canais radiculares com colonização bacteriana estável e refratária ao tratamento
convencional.
A apicectomia com laser pode propiciar vantagens, como esterilização dos túbulos
dentinários pela vaporização das bactérias, derretimento e recristalização da dentina irradiada
com selamento dos túbulos dentinários, o que não ocorre com o uso de brocas de alta e baixa
rotação.
3
A dentina é permeável devido a sua estrutura canalicular, sendo que o canalículo
dentinário constitui-se na principal via de comunicação externa de uma substância para o interior
do conduto radicular.
4
Esta permeabilidade diminui na presença da lama dentinária e também
quando ocorre a aproximação com o terço apical da raiz dental.
5
Aranha
6
analisou o efeito dos lasers Er:YAG e Nd:YAG na redução da permeabilidade da
dentina através de selamento dos túbulos dentinários. Selecionou 30 pré-molares, os quais
seccionou na porção da junção amelocementária com disco diamantado. Foram feitas irradiações
com os lasers, na superfície da dentina, seguindo 2 protocolos para o laser Nd:YAG: (A)1 w, 10
Hz e (B) 1.5 w, 15 Hz, e um para o Er:YAG :60 mJ, 2 Hz em 4 aplicações de 20 segundos cada,
distante 6 mm da superfície. Logo após, as amostras foram imersas em Rodamina B 1% à 37ºC
em câmera umidificada. O autor concluiu que ambos os lasers, pelos parâmetros usados,
reduziram a permeabilidade dentinária, tendo o laser de Er:YAG maior eficácia.
Duarte et al.
7
realizaram um estudo para comparar por microscopia eletrônica de
varredura, a superfície radicular após ressecção por 4 meios: Er:YAG laser, broca de alta rotação
#699 carbide, broca #699 carbide mais Shofu point finishing, e por broca Zekrya. Utilizaram 39
46
pré-molares humanos, extraídos e tratados endodonticamente e, posteriormente, mantidos a 37º C
em câmara úmida. As raízes foram seccionadas apicalmente num ângulo de 90º em relação ao
longo eixo do dente, cortando 2 mm abaixo do ápice radicular. Os parâmetros para a utilização do
laser Er:YAG foram: comprimento de onda de 2,94 nm, 350 mJ de energia e freqüência de 6 Hz,
com irrigação. Todas as brocas foram utilizadas em alta rotação e com irrigação por solução
salina. Foram tomadas microfotografias com uma ampliação de 400x para análise da superfície, e
foram dados escores de 0 a 3 em ordem crescente para rugosidade da superfície. Os autores
concluíram que os melhores resultados obtidos foram nos dentes que sofreram ressecção por
broca #699 carbide mais acabamento com pontas Shofu, seguindo-se o grupo que utilizou broca
Zekrya. O grupo em que se utilizou laser Er:YAG obteve os piores resultados, segundo o autor,
provavelmente devido ao modo pulsátil do laser.
Baraldi e Puricelli
8
avaliaram in vitro as alterações morfológicas da superfície de corte
apical promovidas pela irradiação com laser de Nd:YAG sem contato, em diferentes potências.
Para tanto utilizaram trinta dentes caninos humanos, que, após a remoção de suas coroas,
receberam tratamento endodôntico. As raízes foram, então, submetidas à apicectomia, com
remoção de quatro milímetros do comprimento do terço apical. O corte foi executado
perpendicular ao longo eixo radicular, sempre pelo mesmo operador. Utilizou-se, para
apicectomia, fresa cirúrgica tronco-cônica, montada em motor elétrico, sob irrigação constante
com água destilada. Com auxílio de disco diamantado, dois pequenos sulcos foram executados
nas arestas formadas pela face apical e as paredes radiculares mesial e distal, dividindo a face
apical obtida, após a apicectomia, em duas áreas: vestibular e lingual. Os sulcos serviram como
guias de orientação para irradiação com laser de apenas uma das áreas apicais. Estas amostras
foram então, irradiadas com laser Nd:YAG, em comprimento de onda de 1,064 nm, em modo
pulsátil (pulsos de 150 ms) perpendicularmente à superfície em distância padronizada de 2 mm.
47
O tempo padronizado da duração da irradiação foi de 30 segundos, e não se utilizou qualquer
meio de refrigeração. Os 3 grupos dividiram-se pela potência utilizada no laser: 1,6 W, 2,0 W e
2,4 W. Os autores concluíram que o laser de Nd:YAG foi capaz de promover fusão e
recristalização da smear layer, na superfície de corte de apicectomias, nas condições de
irradiação descritas, ocorrendo danos térmicos eventuais.
Çelik et al.
9
realizaram um estudo comparando a microdureza da dentina remanescente
em cavidades dentinárias preparadas com laser de Er, Cr:YSGG e Er:YAG, comparando com o
método convencional por brocas. Para isso, utilizaram o teste de microdureza de Vickers,
microscopia eletrônica de varredura (MEV) e spectroscopia (EDS). Cavidades de 3x3 mm de
área por 2 mm de profundidade foram feitas utilizando os seguintes parâmetros: laser
Er,Cr:YSGG – 6W, com freqüência de 20Hz, irrigação de 30% ar e 70% água, para o esmalte e,
para preparo em dentina, 4W, 25Hz com a mesma irrigação; laser Er:YAG – 600 mJ, a 6 Hz, com
spray de água contínuo, alterando para 250 mJ a 4 Hz com a mesma irrigação para a dentina.
Outro grupo utilizou broca diamantada da maneira tradicional, com irrigação abundante até
atingir as medidas padronizadas pelo estudo. Os autores não obtiveram resultados
estatisticamente significantes quanto a diferença na microdureza dentinária, assim como não foi
encontrada diferença na morfologia molecular entre os grupos.
Com base nisso, o objetivo deste trabalho é avaliar o efeito do corte com laser Er:YAG ou
broca e da fusão com o laser Nd:YAG na estrutura da superfície dentinária radicular, através de
microscopia eletrônica de varredura (MEV), bem como na composição dos elementos químicos
presentes nestas superfícies, por meio de espectroscopia por dispersão de energia (EDS).
48
Material e método
Foram utilizados 20 dentes bovinos, incisivos centrais, obtidos no Frigorífico Silva, em
Santa Maria/RS. Após extração dos dentes das mandíbulas bovinas, os mesmos foram lavados e
raspados com o objetivo de remover quaisquer restos de ligamento periodontal. Em seguida,
foram armazenados imersos em água deionizada a 4ºC, trocada semanalmente.
Os dentes foram divididos, aleatoriamente, em dois grupos, com 10 dentes cada, de
acordo com o tipo de seccionamento ao qual serão submetidos. Após o corte, uma superfície
dentinária permaneceu intacta (Subgrupos 1A e 2A) e a outra foi fusionada com laser Nd:YAG
(Subgrupos 1B e 2B) (Tabela 1)
Tabela 1 – Organização dos grupos conforme corte e tratamento da superfície dentinária
GRUPO N CORTE SUBGRUPOS
TRATAMENTO
SUPERFÍCIE
1A Não
1 10 Broca diamantada
1B Laser Nd:YAG
2A Não
2 10 Laser Er:YAG
2B Laser Nd:YAG
No grupo 1, os 10 dentes foram seccionados, na porção média da raiz, com uso de uma
broca cilíndrica diamantada 4138 (KG Sorensen), em 380.000 rpm, sob irrigação constante de
solução fisiológica 0,9% , em ângulo de 90 graus com o longo-eixo do dente. No grupo 2, os
dentes foram seccionados, na porção média da raiz, com o laser Er:YAG, no modo pulsátil, em
freqüência de 10 Hz, energia por pulso de 500 mj (potência de 5 W) e sob refrigeração constante
do spray ar/água, à 3 mm do dente (Figura 1).
49
Após o corte, cada dente resultou em duas superfícies com o mesmo tipo de corte. Uma
superfície permaneceu intacta e, na outra (subgrupos 1B e 2B), foi feita fusão dentinária com
laser Nd:YAG, no modo pulsátil, com freqüência de 20 Hz, sem refrigeração, com energia de
pulso de 200 mJ (potencia de 4 W), durante 60 s, com fibra óptica distanciada 2 mm da superfície
dentinaria
17, 21-24
(Figura 2)
. A aplicação do laser foi realizada em ziguezague, nos sentidos
vestíbulo-palatino e mésio-distal, para que toda a superfície exposta pelo corte fosse tratada.
Após cada uso, a extremidade da fibra óptica recém utilizada foi cortada com cortador especial.
Figura 2. Fusão dentinária com laser Nd:YAG
Figura 1
. Corte da raiz com laser Er:YAG
50
Todos os dentes foram marcados com tinta preta resistente à água, nas duas metades, de
acordo com o grupo e o subgrupo aos quais pertencem. Após, todas amostras foram armazenadas,
novamente, em água deionizada a 4ºC, com a extremidade incluída em cera utilidade afim de
manter a superfície de corte livre e em imersão constante na substância.
Ambos os lasers foram utilizados a partir do equipamento Twinlight Laser Dental®
(Fotona, Eslovênia), previamente calibrado por empresa certificada da marca.
As amostras foram levadas para análise no Centro de Microscopia e Microanálises da
Pontifícia Universidade do Rio Grande do Sul e analisadas em um microscópio eletrônico de
varredura Philips, modelo XL 30 (Figura 3). Este microscópio possui ainda um sistema de EDS,
utilizado para identificar a composição química das amostras, além de permitir o mapeamento
dos mesmos, em toda a área selecionada.
As amostras foram deixadas por duas semanas em dessecador. Após este período, foram
metalizadas por um filme de ouro através de uma técnica de deposição de íons (Sputter Coater),
devido à não condução elétrica de amostras biológicas. Foram senta posicionadas
convenientemente, em porta-amostras do microscópio (stubs), para uma boa visualização da
Figura 3
. Aparelho de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e
espectroscopia por dispersão de energia (EDS)
51
superfície cortada. A fim de permaneçam na posição adequada, utilizou-se cianoacrilato de etila
para fixá-las.
Posteriormente, foram obtidas imagens de MEV das 40 superfícies cortadas visando à
observação da totalidade da face. Foram tomadas imagens com 35x, 1000x e 3000x de
magnificação. A energia do feixe de elétrons foi de 20 keV e o diâmetro do feixe utilizado de 4.9
nm. A morfologia da superfície das amostras foi avaliada com o detector de elétrons secundários
(SE), em magnificação de 70x.
Também foram obtidas imagens de MEV com o detector de elétrons retroespalhados
(BSE) por exibir melhor contraste entre materiais com significativas diferenças de pesos
atômicos. Análises por EDS para a identificação dos elementos químicos presentes em cada
superfície foram realizadas com um detector de estado sólido de Si (Li) (Figura 4).
Figura 4
. Imagem do microscópio eletrônico de varredura com ampliação de
35x. Os quadrados marcados em vermelho foram as áreas selecionadas para
exame com EDS. Para todas as superfícies foram selecionados 4 locais em
pontos eqüidistantes para aquisição dos dados.
52
Análise estatística
A análise estatística foi realizada através de tabelas, gráficos e estatísticas descritivas
(média e desvio-padrão) e alguns testes estatísticos destacados a seguir. Para a verificação da
normalidade dos dados a primeiro teste a ser executado foi o teste Kolmogorov- Smirnov. Os
resultados deste teste apontam que algumas das variáveis analisadas não tiveram esta condição
garantida (apresentar distribuição normal), sendo assim os testes utilizados para a comparação
foram testes não-paramétricos.
Para a comparação entre os 4 grupos utilizou-se o teste não-paramétrico Kruskal-Wallis.
Os resultados foram considerados significativos a um nível de significância máximo de 5%
(p≤0,05) e para o processamento e análise destes dados foi utilizado o software estatístico SPSS
versão 10.0.
Resultados
Através dos resultados do teste não-paramétrico Kruskal-Wallis verifica-se que existe
diferença significativa entre os grupos para os seguintes elementos:
- Elemento C: O grupo 1A apresenta valores significativamente superiores aos grupos 1B
e 2A (que não diferem entre si). O grupo 2B não apresenta diferença significativa. (p=0,050)
- Elemento P: O grupo 1A apresenta valores significativamente inferiores a todos os
outros grupos, seguido pelos grupos 2A e 2B (que não diferem entre si). E por fim, com valores
significativamente superiores aos outros grupos o grupo 1B. (p=0,008)
Com base na microscopia eletrônica de varredura obtidas no microscópio eletrônico foi
montada uma tabela com a interpretação das respectivas imagens relativas a cada superfície
dentinária.
53
Tabela 2. Comparação dos valores Wt(%) entre os grupos de estudo
Elemento
Grupo n Mínimo Máximo Média Desvio-padrão p
Grupo1A 10 5,46 16,67 9,54
A
3,34 0,050
Grupo 1B 10 4,23 15,28 6,80
B
3,79
Grupo 2A 10 5,55 9,99 6,92
B
1,26
C
Grupo 2B 10 4,40 11,08 7,66
AB
2,13
Grupo1A 10 23,28 33,65 28,66 2,89 0,226
Grupo 1B 10 23,57 29,36 26,59 1,71
Grupo 2A 10 25,02 31,21 27,95 2,05
O
Grupo 2B 10 25,07 30,27 28,00 1,89
Grupo1A 10 0,00 1,64 0,81 0,57 0,230
Grupo 1B 10 0,66 1,78 1,18 0,37
Grupo 2A 10 0,69 1,81 1,27 0,29
Mg
Grupo 2B 10 0,58 2,64 1,35 0,65
Grupo1A 10 19,98 26,51 22,26
A
1,69 0,008
Grupo 1B 10 21,40 26,51 24,78
B
1,53
Grupo 2A 10 19,27 25,25 23,57
C
1,82
P
Grupo 2B 10 21,54 25,25 23,53
C
1,32
Grupo1A 10 33,97 42,74 37,72 2,86 0,186
Grupo 1B 10 32,81 43,54 40,43 3,22
Grupo 2A 10 36,39 44,59 39,70 2,51
Ca
Grupo 2B 10 36,23 44,58 39,45 2,89
* Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si
54
Tabela 3. Interpretação das imagens da MEV
1A1
1A2
1A3
1A4
1A5
1A6
1A7
1A8
1A9
1A10
Superfície regular X X X X X X X X X X
Superfície irregular
Trincas Presentes X X X X X X X X X X
Trincas ausentes
Forame aberto X X X X X X X X X X
Forame fechado
Presença smear layer X X X X X X X X X X
Ausência smear layer
Túbulos completamente
fechados
X X X X X X X X X
Túbulos parcialmente abertos X
Túbulos completamente
abertos
1B1
1B2
1B3
1B4
1B5
1B6
1B7
1B8
1B9
1B10
Superfície regular X X X X X X X X
Superfície irregular X X
Trincas Presentes X X X X X X X X X X
Trincas ausentes
Forame aberto X X X X X X X X X X
Forame fechado
Presença smear layer X X X X X X X X X X
Ausência smear layer
Túbulos completamente
fechados
X X X X X X X X
Túbulos parcialmente abertos X X
Túbulos completamente
abertos
2A1
2A2
2A3
2A4
2A5
2A6
2A7
2A8
2A9
2A10
Superfície regular
Superfície irregular X X X X X X X X X X
Trincas Presentes X X X X X X X X
Trincas ausentes X X
Forame aberto X X X X X X X X X X
Forame fechado
Presença smear layer X X X X X X X X X X
Ausência smear layer
Túbulos completamente fechados X X
Túbulos parcialmente abertos X X X X X X X X
Túbulos completamente
abertos
55
2B1
2B2
2B3
2B4
2B5
2B6
2B7
2B8
2B9
2B10
Superfície regular
Superfície irregular X X X X X X X X X X
Trincas Presentes X X X X X X X X X X
Trincas ausentes
Forame aberto X X X X X X X X X X
Forame fechado
Presença smear layer X X X X X X X X X X
Ausência smear layer
Túbulos completamente
fechados
X X X X X
Túbulos parcialmente abertos X X X X X
Túbulos completamente
abertos
Figura 5
. Imagens da MEV de um elemento do grupo 1A.
56
Figura 6. Imagens da MEV de um elemento do grupo 1B
Figura 7. Imagens da MEV de um elemento do grupo 2A
57
Discussão
Para a realização desse trabalho foram utilizados dentes bovinos (incisivos inferiores
permanentes). Foi optado por estes dentes, devido a facilidade de obtenção e da similaridade com
a dentina humana e padronização na morfologia radicular, já que estes dentes apresentam pouca
variação de forma e tamanho.
10
A análise por microscopia eletrônica de varredura revelou que os grupos cortados com
broca (1A e 1B) apresentaram superfície mais lisa do que os grupos onde os dentes foram
cortados com laser Er:YAG, como também foi descrito no estudo de Dutra Corrêa et al.
11
Muito
provavelmente isso se deve ao fato de o laser Er:YAG ser utilizado no modo pulsatil, não
cortando a dentina regularmente.
1,11-13
Segundo Kessler et al.
14
e Gown-Soares et al.
15
, superfícies cortadas com broca, por serem
mais lisas, apresentam maior permeabilidade dentinárias do que as cortadas com laser Er:YAG.
Figura 8. Imagens da MEV de um elemento do grupo 2B
58
Neste trabalho foi evidenciado o oposto, pois as superfícies cortadas com laser Er:YAG
apresentaram maior concentração de túbulos dentinários abertos do que as superfícies
remanescentes do corte com broca. Isso provavelmente se deve ao fato de que a smear layer
restante na superfície cortada por broca obliterou os canalículos dentinários perante a análise por
MEV, ao passo que o laser Er:YAG ablacionou a camada de lama dentinária.
Superfícies lisas remanescentes de apicectomias melhoram o reparo tecidual em nível de
ligamento periodontal e favorecem a colocação do material retrobturador, além de dificultarem a
proliferação de microorganismos.
14
Também sob a análise da superfície por MEV, verificou-se que os grupos onde foi usado
laser Nd:YAG (1B e 2B) a superfície apresentou uma smear-layer fusionada em relação aos
grupos 1A e 2A. Aparentemente esta fusão e recristalização da smear-layer foi responsável, ao
menos no grupo 2B, pela menor quantidade de túbulos dentinários abertos.
Praticamente todos os dentes usados no experimento, sob microscopia eletrônica,
apresentaram trincas ou fraturas. Isto é considerado um fato corriqueiro neste tipo de análise,
tendo em vista que ocorre devido ao processo de secagem e ao vácuo do sistema interno do
aparelho de microscopia. Ao passo que exista ainda uma mínima umidade dentro do dente, com a
diminuição da pressão atmosférica para obtenção do vácuo no aparelho ocorre uma expansão
deste líquido no interior destes túbulos, causando fraturas ou trincas na dentina.
Os elementos químicos analisados neste trabalho sob espectroscopia por dispersão de
energia (EDS em inglês) foram o Carbono, oxigênio, magnésio, fósforo e cálcio. Na composição
da dentina encontra-se água (aproximadamente 12%), material orgânico (18%) e matéria
inorgânica ou mineral (70%), esta última composta por unidades moleculares de hidroxiapatita,
cuja respectiva fórmula é Ca
10
(PO4)
6
(OH)
2
além de alguns fosfatos de cálcio, carbonatos,
sulfatos e outros elementos como flúor, cobre, zinco e ferro.
16
Em se tratando de dentes bovinos,
59
é interessante observar que a presença de flúor tende a ser zero, já que o contato destes animais
com água fluoretada é raro e os dentifrícios ou colutórios bucais não são utilizados.
Nos 4 tipos de tratamento pelos quais passaram as superfícies dentinárias neste estudo, a
variação da porcentagem dos elementos Magnésio, Oxigênio e Cálcio não foi estatisticamente
significativa.
O elemento Carbono obteve valores significativamente superiores, no grupo 1A (dente
cortado com broca e sem fusão por laser Nd:YAG) aos valores dos grupos 1B (cortado com
broca e com superfície fusionada por Nd:YAG) e 2A (cortado com laser Er:YAG e sem fusão da
superfície), estes dois últimos não diferindo estatisticamente entre si. O grupo 2B onde foi
utilizado corte com laser Er:YAG e fusão da superfície por Nd:YAG não apresentou resultados
significativamente diferentes em relação a nenhum dos outros grupos. Isso contradiz estudos
como o de Lustosa
17
, no qual afirma que o grupo que utilizou broca de alta rotação foi o que
obteve menores valores de carbono ao exame de espectroscopia, em comparação com os dentes
apicectomizados por laser CO2 e Er:YAG.
Tanji
18
afirmou que, sem uso de refrigeração, as superfícies irradiadas com laser Er:YAG
apresentaram trincas e carbonizações, geradas por grande aumento de temperatura da superfície
irradiada.
Neste estudo foi utilizada refrigeração em todos os grupos, utilizando laser ou broca para
secção. Sendo assim, como o grupo 1A, o qual resultou de uma superfície seccionada por broca
com refrigeração sem fusionamento de smear-layer, obteve a maior porcentagem de carbonatos, é
passível de se entender que houve geração de calor excessivo com o uso da broca, mesmo
refrigerada pelo spray, maior inclusive que com o uso de laser Er:YAG.
60
Outros estudos podem-se somar a este, utilizando os mesmos parâmetros com dentes humanos ou
mesmo outros tipos de laser, como lasers excímeros e lasers de CO2, a fim de se melhor elucidar
as conseqüências e vantagens do uso destas técnicas.
Conclusão
Com base nos dados obtidos nesta pesquisa, chega-se a seguintes conclusões:
- As superfícies resultantes dos dentes que foram cortados com broca de alta rotação obtiveram
superfície mais lisa ao exame de MEV do que as superfícies resultantes dos dentes cortados com
laser Er:YAG;
- As superfícies dentinárias que passaram por corte com broca e não foram fusionadas com laser
Nd:YAG apresentaram valores maiores de carbono que as cortadas com laser, porém, não há
indícios ao exame de MEV de focos de carbonizações em nenhum dos grupos;
- As superfícies cortadas por broca obtiveram menor índice de túbulos dentinários abertos,
levando a crer que por este método de secção dentinária, a permeabilidade da dentina resultante
será menor que a dentina cortada com laser Er:YAG, mesmo utilizando fusão por laser Nd:YAG.
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Rogério Miranda Pagnoncelli – DDs, MsD and PhD in Oral and Maxillofacial Surgery.
Professor - Department of Oral and Maxillofacial Surgery - PUCRS.
Eduardo Martinelli Santayama de Lima – DDs, MsD and PhD in Orthodontics. Professor -
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Alessandro Marchiori Farret – DDs and MsD student in Oral and Maxillofacial Surgery –
PUCRS
Fernando Zugno Kulczynski - DDs and MsD student in Oral and Maxillofacial Surgery –
PUCRS
Marcel Marchiori Farret – DDs, MsD and PhD student in Orthodontics – PUCRS
Oral and Maxillofacial Surgery Department – Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande
do Sul – PUCRS.
Corresponding author: Marcel Marchiori Farret, Pontifícia Universidade Católica do Rio
Grande do Sul, 6061/6/410 Ipiranga Av., Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. Zip code:
90619-900
E-mail: [email protected]
63
Abstract
The aim of this study was to illustrate how gallium arsenite aluminum diode laser (824
nm) irradiation can accelerate sutural osseous regeneration and reduce post-surgery edema and
discomfort of patients after surgically assisted rapid palatal expansion (SARPE). Here we report a
case of an adult with a transverse maxillary discrepancy of 8 mm treated by SARPE and during
the period of activation of the Hyrax, the patient was exposed to infrared laser therapy. The
irradiations started on the seventh post-operative day, with a total of 8 sessions at intervals of 48
hours. The laser probe spot was 0.2827 cm
2
, conducted by a quartz optical fiber 1 meter in length,
in contact with the irradiation region. The laser was run in continuous mode, with power of 100
mW and fluency of 1.5 J/cm
2
, for 20 seconds at each point, in the following points: bilateral
infra-orbital foramen, bilateral nasal ala, nasal-palatine foramen and median palatal region of the
molar. After the treatment, rapid and good healing of periodontal tissues and absence of edema or
pain was observed. Advanced bone regeneration in the median palatal suture was observed by
occlusal radiographs. These findings suggest that laser therapy can accelerate bone regeneration
in median palatal sutures of patients that have undergone SARPE.
Key-Words: Low Level Laser Therapy; Maxillary Atresia; Surgical Assisted Rapid Palatal
Expansion.
Introduction
Maxillary transverse deficiencies are a frequent condition and when they are diagnosed
early in children and adolescents they may be adequately treated by rapid maxillary expansion.
However, when skeletal maturation is reached, the isolated use of expanders has been shown to
64
be unsuccessful, due to the expansion that occurs because of dental inclinations, and can be
accompanied by relapse, pain and gingival recessions. In addition to conventional
orthodontics/orthopedics to treat this condition in adults, it is necessary to perform surgery,
conducting osteotomies of the areas that limit or impede the transversal disjunction of the
maxilla, such as the intermaxilla, zygomatic arches, canines and pterygoid. This procedure may
be done under general or local anesthesia, but in both cases, the patient will experience edema
and pain after the surgery due to the displacement of the tissues, osteotomy and tegument
manipulation.
Lasers were developed in the 1960s and since then have been utilized for purposes in
many different areas. The medical profession makes use of two large groups of lasers. The first
are high intensity surgical lasers that can deposit high densities of energy in the irradiated tissues
and thus have the capacity of cutting, coagulating and evaporating tissues by elevation of its
temperature in an extremely intense manner. The other group are low intensity lasers that may
biomodulate the irradiated tissues and depending on the intensity, type, potential and dose, these
lasers may accelerate or decelerate physiologic or pathologic processes.
Studies have suggested that laser therapy, as an auxiliary component in orthodontic
therapy, can reduce pain after orthodontic mechanics activation and can accelerate the dental
movement accompanied by alveolar remodeling.
1-4
Anterior and lateral maxillary osteotomies
rarely heal completely and the formation of osseous tissue in surgically assisted rapid palatal
expansion (SARPE) occurs very slowly, taking four to six months to reach adequate osseous
healing and revascularization.
5-7
One of the reasons for relapse after maxillary expansion is
insufficient osseous regeneration of the median palatine suture.
7
Thus, acceleration of the osseous
remodeling of the median palatine suture after the expansion would be helpful for preventing
relapse in arch width and shortening the retention period.
8
The literature allows us to infer that
65
the utilization of low intensity lasers would be beneficial during and after SARPE with the
intention of accelerating the osseous regeneration in the sutural region, inducing more compact
osseous formation and reduction in post-surgical discomfort, tissue necrosis and pain.
8-14
With the intent of analyzing these effects of low potency lasers cited in the literature,
this article presents a clinical case of an adult patient who underwent surgically assisted rapid
maxillary expansion and infrared (824 nm) laser therapy, with the objective of accelerating the
osseous healing of the osteotomized areas and diminishing post-operative edema and pain.
Case report
A case of a 20-year-old male patient will be reported. The patient had good general
health and absence of cavities and periodontal disease. Facial analyses revealed a normal skeletal
sagittal relationship, straight profile and mesodivergent pattern. Clinical examination revealed
Class II, division 1 malocclusion, marked overjet and null overbite. Mild crowding in the upper
and lower arches was observed and dental cast analysis confirmed a length of deficiency of 4 mm
for the maxillary arch and 3 mm for the mandibular arch. Clinical analysis revealed a skeletal
maxillary transverse deficiency with bilateral crossbite and the intermolar distance of upper and
lower arches showed a discrepancy of 8 mm. A dental compensation was contraindicated because
of the possibility of periodontal damages with gingival retraction and root exposure. The patient
would not undergo more facial growth and therefore, a conventional rapid maxillary expansion
could not be performed.
Therefore, a surgically assisted rapid palatal expansion was chosen. A Hyrax appliance
was installed, with a 13 mm screw soldered to the bands adapted to the permanent first molars
and the first premolars. The surgery was accomplished under general anesthesia. The bilateral
66
osteotomies proceeded from the lateral wall of the maxilla, from the piriform opening to the
pterygoid process, freeing the nasal septum. Disjunction of the lateral lamina of the pterygoid
process of the sphenoid and osteotomy of the intermaxillary suture were confirmed in the trans-
operatory surgical disjunction of the maxilla and the absence of mechanical impediments to the
expansion. This method of surgery for maxillary expansion promotes better release of the bones.
However, because of the great number of osteotomies, it causes increased edema and discomfort
after the surgery.
At seven days post-operation, the patient started the laser therapy and activation of the
Hyrax appliance, with half a turn per day (0.5 mm of daily expansion) for 16 days. In total, 8
sessions of irradiation with infrared (824 nm) Thera-Lase® (DMC - São Carlos - SP, Brazil)
were accomplished, at 48 hour intervals. The equipment had an exit spot of 0.2827 cm
2
and was
conducted by quartz optic fiber of 1 meter in length, which was in contact with the irradiation
region. The laser was run in direct module, with a fluency of 1.5 J/cm
2
per point, for 20 seconds
in each point, at the following points: bilateral infraorbital foramen, bilateral nasal ala,
nasopalatine foramen, median palatine suture and transverse palatine suture in distal region of the
upper second molars (as shown in Figures 1 and 2, in another patient). The optical fiber was
positioned in points that were previously chosen and the time depends on the equipment, which
calculates when the dosage is reached.
At the end of this phase of treatment, 23 days after the surgery, an excellent healing
pattern and the absence of edema was achieved, periodontal quality was compatible with health,
and the patient did not report any pain during the activation of the appliance, just small
discomfort, which was relieved after the laser application.
At the radiographic examinations, an advanced osseous neoformation was observed in the
median palatine suture for the radiographed periods. An analysis of the initial and immediate
67
post-expansion occlusal radiography showed a great aperture of the median palatine suture. In the
25 day and 45 day radiography, an above-expected radiopacity at the median palatine suture was
observed. In the 90 day radiography, the complete osseous healing of the suture was already
observed (Figure 3).
Discussion
The orthodontics and surgery approach is the treatment option for the correction of
crossbites in the posterior section of the arch, when the osseous growth of the median suture of
the maxilla has already concluded and the transverse maxillary deficiency is greater than 5
mm.
6,10,15-23
In the clinical case presented, the patient already possessed skeletal maturity and a
transverse discrepancy of the maxilla of 8 mm, and thus was a candidate for SARPE. Despite the
advantages of maxillary rapid expansion, in adults it can cause loss of alveolar bone, discomfort,
buccal cortical osseous fenestration and long-term instability. SARPE surpasses these problems
and has been accomplished with increasing frequency in adults, with reported long-term
stability.
16,19-20
The use of a low intensity laser as a modulator of biological phenomena has been reported
in the literature for quite some time, and with very favorable results.
19-20
The laser was oriented
and utilized for this patient according to other works reported in the literature, and described as
capable of promoting acceleration in the osseous remodeling and reduction of pain and edema in
the post-operative period and during the expansion.
2-5
The patient presented a low pain threshold during the period of activation of the
appliance, which was reduced after laser application. At the end of expansion, a lack of gingival
inflammation and an excellent healing pattern of the soft tissues was observed, which
corroborates the literature findings.
1-2,11-12,22-23
According to Malmström and Gurgel, who
68
analyzed occlusal radiographs after SARPE, the amount of bone regeneration without laser after
120 days is insufficient. Our procedure was of proven clinical success, as shown by the
radiographic exams 45 days after SARPE, which already showed the advanced osseous
regeneration of the median palatine suture accelerated by the use of the laser.
8,9-12
This may be
due to infrared lasers accelerating the initial inflammatory process anticipating the osseous
healing phases.
23
. An adequate periodontal quality was also observed, which is attributed to anti-
inflammatory factors and tissue biomodulation by the laser.
9
Due to an adequate osseous
neoformation of the palatine suture in the case shown, a stability of the transverse gain achieved
by the procedure of SARPE can be expected, which is directly related to an adequate osseous
healing of the median palatine suture.
5,18,25
According to the reviewed literature and the clinical findings reported, it seems that laser
therapy is a useful co-adjuvant in the treatment of patients that undergo SARPE for correction of
the maxillary transverse deficiency. However, clinical longitudinal studies are needed so that, if
the acceleration of the osseous regeneration of the median palatine suture was proven, it would be
possible to shorten the post-expansion retention period and to expect a greater stability of the
SARPE.
Conclusion
It is possible to conclude that the laser application can be effective in promoting
acceleration of the osseous neoformation and reducing pain, tissue irritation and hemorrhage in
the post-operatory period and during the expansion in the case reported. However, longitudinal
studies are necessary to indicate the quicker removal of the expander and shorter retention period
after this procedure.
69
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Figure 1. Facial points to application of laser therapy. (A-B) bilateral nasal ala; (C-D) bilateral infraorbital
foramen.
Figure 2. Intra-oral points to application of laser therapy. (A) nasopalatine foramen; (B) median palatine
suture between the first molars; (C-D) transverse palatine suture in both sides, distal of the second molars.
Figure 3. Occlusal radiographs. (A) Initial; (B) Post expansion; (C) 25 days post expansion; (D) 45 days
post expansion; (E) 90 days post expansion.
A D
C
B
71
A
B C D
A
E D
C
B
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