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UNIVERSIDADE DO VALE DO PARAÍBA INSTITUTO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO GISELLE RODRIGUES DE SANT ANNA

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UNIVERSIDADE DO VALE DO PARAÍBA INSTITUTO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO GISELLE RODRIGUES DE SANT ANNA Efeito da radiação laser infravermelha próxima associada a creme fotoabsorbante em esmalte dentário
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UNIVERSIDADE DO VALE DO PARAÍBA INSTITUTO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO GISELLE RODRIGUES DE SANT ANNA Efeito da radiação laser infravermelha próxima associada a creme fotoabsorbante em esmalte dentário decíduo São José dos Campos, SP 2009 GISELLE RODRIGUES DE SANT ANNA Efeito da radiação laser infravermelha próxima associada a creme fotoabsorbante em esmalte dentário decíduo Tese apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Engenharia Biomédica da Universidade do Vale do Paraíba como complementação dos créditos necessários para a obtenção do título de Doutor em Engenharia Biomédica. Orientador: Prof. Dr. Aldo Brugnera Jr. Orientadora: Profa.Dra. Cristina Pacheco-Soares São José dos Campos, SP 2009 D32è De SantAnna, Giselle RodÍigues Efeito da radiaéo lasêí iníraveímelha próxima associada a creme fotoabsoíbaíúe em esmalte dentário decíduo. Giselle Rodrigues de SanfAnna, São José dos Campos, Disco lasêr.; color Tese de Doutorâdo apíeseírtada ao PÍograma de Pós-GÍaduaçâo do lnstìtuto dê Pêsouisa e dêsênvolvimênto da Univeísidade do Vale do Paraíba, Sáo José dos CaÍnpos, 2009 '1. Cáie d drtéiis 2. Esmãfe dsrìiáio 3 Lasares 4. Ctui r'prevenção 5. Flúor. L Bn [Érà Jr-, Aldo, OÍied ll SoaÍes, CÍis{tìa ÈctEco-, Orient.. lll. I rìuto CDU:6í6-3í+002 Autorizo a rêpíodução r'ou divdgpgão total ou pârcial desta iese, poí qualquer meio convêncional (xi detônico, desde cgle citada à foíúe e comunicada, âo autoí, a reíerência êm que consta a citiação. GlsEt I F DE SANÏANNA com São José dos CamDos. de fe\reíeiío de 2009. GISELLE RODRIGUES DE SANT'ANNA rfeito r)a R,\DIAçÃo LASER l\*fr,\\'f,rnieliia PRÓxlNrA ^ssocl\d^  clìdntll FO'Í'OABSORBANTE ENT ESNIAI,TE DENTÁRIO DECiDUO,' Tese aprovacla coìno requisito parciâl à obtenção do $au de Doutor em Engenharia Biomédica' do Proglama rle Pós-Graduação em Engenharia Bioürédica' do lnstituto de Pesqulsa e Desenvolvimento da Universidade do Vale do Paraíba, São José dos Campos, SP, pela segulnte banca examinadora: Prof. Dra. ANA MARIA DO ESPIRITO SANTO (UNIVAP Prof. Dr. ALDO BRUGNERA. JUNIOR (UFBA Prof. Dra. CRISTINA PACHECO SOARES (UN PTOI DT, PAULO SIiRGIO PIZANI (UFSCAT Prol. Df. CARLOS DE PAI LA EDUARDO (USl Prof. Dra. Sandra Maria Fonseca da Costa DiretoÍa do IP&D UniVâP São José dos Campos, 03 de fevereiro de 2009. Wxw vtà Ü t Aos meus pais pela educação e diretrizes de vida que subsidiam sempre a determinação com qual abraço tudo aquilo que acredito; À minha mãe Claudette Neyde Marotta Rodrigues de Sant Anna sempre guerreira, forte e determinada; Ao meu pai Nautílio Rodrigues de Sant Anna (in memóriam) pela coragem e dignidade que sempre pautaram sua vida profissional; Às crianças por sempre me encantarem e permitirem meu reencantamento e por seu compromisso de felicidade e verdade com a vida; Aos poucos e verdadeiros amigos que me acompanharam nesta trajetória que não foi a das mais fáceis; Dedico esta obra resultado inicialmente do acreditar que é possível crer e se determinar, mesmo quando tudo e todos dizem não... TzÜtwxv ÅxÇàÉá Considerando esta tese como resultado de uma caminhada que não começou na UNIVAP, agradecer pode não ser tarefa fácil, nem justa. Agradeço, portanto, de antemão a todos que de alguma forma passaram pela minha vida e contribuíram para a construção de quem sou hoje. Ademais, elaboração de uma tese de doutorado é um produto coletivo embora sua redação e responsabilidade seja predominantemente individual. Várias pessoas contribuíram para que este trabalho chegasse a bom termo. A todas elas registro minha gratidão. Deixo expressos meus sinceros agradecimentos às instituições e pessoas, sem as quais o presente trabalho teria sido impossível. TzÜtwxv ÅxÇàÉá \Çáà àâv ÉÇt á Ao Laboratório de Espectroscopia Vibracional Biomédica (LEVB) da UNIVAP na pessoa do Prof. Airton Abrahão Martin pela receptividade, acolhida, apoio técnico e pelo incentivo ao desenvolvimento deste trabalho; sem os quais seria impossível atingir todos os meus objetivos. Pelo exemplo do que é de fato trabalhar em equipe com objetivos comuns, meus sinceros agradecimentos e admiração; Ao Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo, na pessoa de Isaac Jamil Sayeg responsável pelo Departamento de Microscopia Eletrônica de Varredura por toda ajuda prestada para a obtenção das fotomicrografias e pela realização de fotomicrografias de qualidade impecável; À Universidade Cruzeiro do Sul, laboratório de Química na pessoa do técnico André Mateus Santos pelo apoio laboratorial na produção das soluções utilizadas; À Universidade Cruzeiro do Sul, pró reitoria de Pós Graduação na pessoa do pró reitor Luís Henrique Amaral e Prof. Danilo Antônio Duarte pelo apoio na aquisição inicial de alguns produtos; Ao Departamento de Materiais Dentários da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo na pessoa das Profas. Isis Andréa Venturini Pola Poiate e Rosa Helena Miranda Grande pela acolhida, amizade e incentivo desenvolvimento conjunto deste trabalho deste trabalho; Ao Departamento de Dentística da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo na pessoa dos técnicos Aldo e Soninha pela ajuda no preparo de algumas amostras; Ao Laboratório de Manipulação Buenos Ayres na pessoa de sua proprietária e farmacêutica Marisa Marques pelo seu apoio e disponibilidade para o desenvolvimento do produto idealizado para uso nesta tese; À empresa DMC por nos ceder o equipamento laser utilizado no desenvolvimento da pesquisa e ao Sr. Renaldo Mazinni Jr. proprietário da empresa DMC, pela confiança ao nos ceder seus equipamentos acreditando na nossa proposta de trabalho e pelo estímulo contínuo; À Dra. Luciana Almeida-Lopes, responsável pelo NUPEN pelo incentivo ao desenvolvimento deste trabalho e apoio técnico; Aos funcionários do Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento / IP&D, da Biblioteca e do Tudo Aqui da UNIVAP, por todo o auxilio e atenção durante o desenvolvimento desta Tese. TzÜtwxv ÅxÇàÉá À Deus que me permite sempre caminhar tendo-o ao meu lado e mantendo minha esperança apesar das doenças da alma terem tirado o meu norte. Mostrandome que nem tudo que quis ser um dia e quero ser, SEREI, mas em tudo que posso me FORTALECEREI... Ao orientador; Prof. Dr. Aldo Brugnera Jr., por ter me dado liberdade de ação apoiada e ter compreendido qual é a minha melhor forma de trabalhar, meus sinceros agradecimentos e admiração; À Profa. Dra. Ana Maria do Espírito Santo, por toda a ajuda na execução dos trabalhos e da tese, por sua amizade, carinho e atenção, sempre disposta a colaborar e atender, sempre presente, com aquele brilho no olhar nos fazendo reencantar em cada etapa, meus sinceros agradecimentos e admiração; À Profa. Dra. Cristina Pacheco-Soares, orientadora, por seu apoio naquelas horas em que pensamos desistir de tudo e por toda a ajuda na execução da tese, meus sinceros agradecimentos e admiração; Ao Edson Aparecido Pereira dos Santos, nosso querido Edinho, por sua amizade, carinho, responsabilidade, eficiência e companherismo. Sem ele definitivamente este momento não estaria acontecendo, minha admiração e gratidão eterna; Ào Prof. Dr. Luís Eduardo Silva Soares por toda a ajuda na execução dos trabalhos e da tese, por sua amizade, carinho e atenção, sempre disposto a colaborar e atender, meus sinceros agradecimentos e admiração; Ào Prof. Dr. Herculano da Silva Martinho do LEVB por me acolher tão prontamente num daqueles dias em que pensamos em desistir, meus sinceros agradecimentos; Ao Prof. Landulfo Silveira Jr. pelas discussões e desenvolvimento de outros trabalhos concomitantes a este, meus sinceros agradecimentos; Ao Prof. Walter Miyakawa do IEAV, pelas valiosas discussões e sugestões no decorrer do trabalho; A todos os co-autores dos artigos componentes deste trabalho de tese; Aos colegas de laboratório do LEVB, pelo apoio durante o trabalho; Aos Profs. José Eduardo Pelizon Pelino, Márcia Tollara e Thereza Cristina Ladalardo pela ajuda ao examinarem as fotomicrografias que compõem este trabalho, meus sinceros agradecimentos; À Giovanna Souza Leão Paleari pelo trabalho conjunto no estudo morfológico, aluna e amiga, meus sinceros agradecimentos; À Thais Cocarelli por toda sua ajuda em algumas análises estatísticas e por me fazer compreender de forma mais realística o significado da estatística, meus sinceros agradecimentos; Ao Prof. Cleber de matemática, física, química, por sempre me ajudar a entendê-las em todo o meu doutorado; Ao engenheiro biomédico formado pela UNIVAP Thiago da Silva Chaves por toda ajuda em meu primeiro ano de doutorado e pelas medidas do comprimento de onda do laser e absorbância dos cremes; Aos ilustradores Heitor Marques Honório e Marcelo Tibúrcio pelas ilustrações dos fluxogramas e da apresentação e, respectivamente; Às crianças doadoras dos dentes utilizados por permitirem mais uma vez que eu reafirme o quão prazeroso é trabalhar com as mesmas e, sem as quais não seria possível a realização deste estudo. À amiga-irmã Marília pelo estímulo, amizade, carinho, críticas, sugestões e paciência nestes anos que juntas fizemos um dia melhor para algumas crianças, minha gratidão, respeito e admiração; Ao Sr. Alcides do IPT, pai da Marília, por toda sua ajuda na apresentação da Isis e no transporte das amostras. Sem o Sr. uma parte do trabalho não teria sido realizada, meus sinceros agradecimentos; Aos professores das bancas de qualificação e de defesa desta tese meus sinceros agradecimentos; Aos meus amigos que estiveram presentes ao meu lado vivendo e torcendo por cada instante e conquista e, souberam compreender que minha ausência por vezes era necessária e que a presença deles era vital; Aos meus familiares que souberam entender que às vezes o estar longe significa estar bem perto quando isto for necessário para quem amamos. Estive longe e muito perto e só consegui por ter o apoio de todos vocês; À minha Mãe uma guerreira incondiconal e uma mulher admirável, minha gratidão, amor, respeito e admiração eternos; A todos que direta ou indiretamente colaboraram para o desenvolvimento e conclusão deste trabalho, e tornaram este período inesquecível e me deram a certeza de que tudo valeu à pena. Wtá hàéñ tá fx tá vé átá áûé Çtà Çz äx áaaa ÉÜt4 aûé ÅÉà äé ÑtÜt ÇûÉ dâx àü áàxá Éá vtå Ç{Éá? áx ÇûÉ yéüt T ÑÜxáxÇ t w áàtçàx wtá xáàüxätá4 `tü É dâ ÇàtÇt Z anhei uma pequena ampulheta de vidro. De longe, o punhadinho de areia colorido parece levitar. E quando manipulada, um fio cor-de-rosa escoa muito rápido. Tão rápido que o tempo que ela marca parece ser apenas o agora . Ou será que é do próprio tempo passar assim tão rápido? Deve ser, porque sempre dizemos que o tempo voa ou que ele é curto demais para o que queremos fazer , já que a vida acaba . Ou será que o tempo é curto porque a vida acaba? Mas o tempo pode parecer que passa devagar, que é longo e vazio demais, pois não nos leva a lugar nenhum nem nos traz nada que nos interesse. Tédio... Esse tempo parado perde a característica principal do tempo, que é, exatamente, a de passar. O tempo é a duração do que tem começo e fim. O que não termina nunca é porque nunca começou e é o que chamamos de eterno. O eterno é sem tempo. Deus é sem tempo. O tempo é coisa só dos homens, porque eles começam e terminam. São finitos. A condição humana da morte instaura a contagem da nossa duração neste mundo e inaugura o tempo. Temos tempo porque morremos. Tudo no mundo humano é submisso e marcado por esse tempo finito da existência. Prazos de validade, períodos históricos, aniversários, estações do ano, relógios, calendários, agendas, preparação de alimentos, séries escolares, férias, tudo é demarcado pelo nosso tempo de ser. Ao lidar com as nossas atividades, nas suas dimensões de passado, presente e futuro, estamos lidando com o nosso passado, presente e futuro. É o que nos contam nossas angústias, ansiedades, pressa, calma, paciência... O curioso é que nós jamais vemos esse tempo tão presente e determinante. Nem o cheiramos, o tocamos ou sentimos seu gosto. Nossa mais próxima sensação de tempo é a que nos entra pelos ouvidos. O passar do tempo está no carro que vem e vai, no som das ondas do mar que vêm e vão, nas rajadas do vento, na voz das pessoas. Mas a efetiva percepção de nossa duração e passagem pelo mundo está no silêncio. No dia-a-dia, o excesso de ruídos artificiais irrita nossos ouvidos e nos afasta dessa compreensão silenciosa do nosso tempo pessoal. Ouvimos os motores e ensurdecemos para nós mesmos. Só no silêncio podemos compreender nossa presença e nossa finitude. E, portanto, ouvir a pergunta essencial que brota desse contato conosco, aquela sobre qual sentido estamos dando ao rápido tempo da nossa existência. Dulce Critelli [ ö {ÉÅxÇá Öâx ÄâàtÅ âå w t x áûé uéçáa [ö ÉâàÜÉá Öâx ÄâàtÅ âå tçé x áûé ÅxÄ{ÉÜxáA [ö Éá Öâx ÄâàtÅ Åâ àéá tçéá x áûé Åâ àé uéçáa céü Å? {ö Éá Öâx ÄâàtÅ àéwt t ä wta Xááxá áûé Éá ÅÑÜxáv Çw äx á A UxÜàÉÄà UÜxv{à exáâåé W Efeito da radiação laser infravermelha próxima associada a creme fotoabsorbante em esmalte dentário decíduo exáâåé urante os últimos 50 anos vem se confirmando que os laseres podem aumentar a resistência ácida do esmalte dentário, e, quando associado ao fluoreto, um sinergismo entre eles foi demonstrado na redução da solubilidade do esmalte. Diversos comprimentos de onda foram usados com esta finalidade, e o laser demonstrou ser uma ferramenta eficiente na prevenção da desmineralização dentária. O esmalte tem coeficiente de absorção baixo nos comprimentos de onda visível e infravermelho próximo. Uma abordagem preventiva para a cárie, simples e não invasiva, seria tratar o esmalte com laser de baixa potência, sozinho ou combinado com fluoreto. Baseado neste ponto de vista e compreendendo que a irradiação do esmalte com creme fotoabsorbante e laser de baixa potência conduz a uma série de mudanças no tecido alvo, esta tese com 4 artigos objetiva: 1) investigar por MEV o efeito do laser (810 nm, 100 mw/cm 2, 30 mw, 90 s, 4.47J/cm 2, 9 J), associado com creme fotoabsorbante fluoretado ou não na morfologia da ultra estrutura do esmalte decíduo; (2) avaliar por espectroscopia FT-Raman alterações moleculares vibracionais da composição do esmalte dentário; (3) analisar por espectroscopia de EDX, os efeitos combinados do laser e creme fotoabsorbante na desmineralização do esmalte já desmineralizado no conteúdo de cálcio, fósforo e componentes orgânicos. (4) avaliar as propriedades mecânicas o esmalte submetido ao uso conjugado do creme e laser através de ensaio de dureza Knoop. No estudo 1, esmalte dentário decíduo sadio foi irradiado com laser e creme fotoabsorbante fluoretado e não fluoretado. No estudo 2, esmalte sadio foi irradiado com laser e creme fotoabsorbante fluoretado e não fluoretado submetido a desafio cariogênico por ciclagem de ph. Através de FT-Raman, avaliou-se alterações moleculares. Amostras desmineralizadas foram novamente tratadas e desafiadas e reavaliadas por FT-Raman. No estudo 3, esmalte desmineralizado por ciclagem de ph submetido ao tratamento proposto foi novamente desmineralizado e avaliado quanto sua composição em porcentagem de peso elemental de Ca, P e conteúdo orgânico por µ-edx. No estudo 4, dureza Knoop realizada antes e após cada etapa do estudo procurou dimensionar a capacidade de resistência à solubilidade ácida do esmalte relacionada à suas propriedades mecânicas. Os testes t student, ANOVA e Tukey com nível de significância de 5% foram utililizados. Houve alteração da superfície do esmalte com o uso do creme desenvolvido, quer com flúor ou não associado ao laser de baixa potência. O laser utilizado associado ao creme levou a alterações moleculares vibracionais relacionadas com a fase orgânica do esmalte após o primeiro e segundo desafio cariogênico. A associação creme não fluoretado e laser preservou os componentes inorgânicos no esmalte sob desafio. Houve uma possível desorganização do conteúdo orgânico do esmalte dentário com reordenação e reorganização da hidroxiapatita. Quando do uso do creme fotoabsorbante, fluoretado ou não, associado ao laser preservou-se o conteúdo mineral mesmo sob o desafio cariogênico, conduzindo a menores reduções da dureza do esmalte. Os resultados desses estudos indicam que a associação do laser de baixa potência ao creme fotoabsorbante foi capaz de inibir a desmineralização do esmalte dental humano em situações de alto desafio cariogênico in vitro. Palavras chave: esmalte, laser de baixa potência, carie dentária, espectroscopia FT-Raman, espectroscopia de energia dispersiva de raios X, microdureza. Effect of near infrared laser radiation near associated with photoabsorbing cream in deciduous dental enamel TuáàÜtvà W uring the last 50 years it is confirming that laseres can increase the acid resistance of dental enamel, and, when associate to the fluoride, a synergism between them was demonstrated in the enamel solubility reduction. Diverse laser wavelengths had been used with this purpose, and laser technology demonstrated to be an efficient tool in the prevention of demineralization. The enamel has the lowest absorption coefficient in visible wavelengths and near infrared. A caries preventive regimen simple and no invasive would be use laser, alone or associated with fluoride in enamel. Based in this point of view and understanding that enamel low-level laser irradiation with a photoabsorbing cream leads to a series of changes in the target tissue, this thesis, constituted of 4 articles aim: (1) to investigate using SEM, the effect of laser (810 nm, 100 mw/cm 2, 30 mw, 90 s, 4.47J/cm 2, 9 J), associated with photoabsorbing cream, fluorinated or not, in the morphology of the deciduous enamel ultrastructure; (2) to evaluate using FT-Raman spectroscopy vibrational molecular alterations of the treated dental enamel composition; (3) to analyze using EDX, the combined effect of laser and cream in the demineralization of enamel already demineralized quantifying calcium, phosphorus and organics components content. (4) to evaluate the mechanical properties of the enamel submitted to the conjugated use of cream and laser using Knoop hardness.in study 1, healthy deciduous enamel was irradiated with laser, fluorinated, and not fluorinated photoabsorbing cream. In study 2, healthy enamel was irradiated with laser, fluorinated and not fluorinated cream submitted to ph cycling cariogenic challenge. FT-Raman spectroscopy evaluated molecular alterations. Demineralized samples had been treated again and challenged in order to be evaluated using FT-Raman again. In study 3, demineralized enamel after ph cycling submitted to the proposal treatment was demineralized again and its composition in percentage of elemental weight of Ca, P and organic content were evaluated using µ-edx. In study 4, Knoop hardness was performed before and after each stage of the study in order to dimension the enamel resistance capacity to the acid solubility and its relation with mechanical properties. The student t, ANOVA and Tukey tests with level of significance in 5% were used. An enamel surface alteration was observed using our cream, associated or not to fluorine and laser. The laser light used associated to the cream lead to vibrational molecular alterations related with the enamel organic phase after both cariogenic challenge. The treatment with laser associated with not fluorinated cream was capable to preserve the inorganic components even under cariogenic challenge. It had a possible disorganization of the organic content of the dental enamel with a hydroxyapatite reordering and reorganization. The combined use of photoabsorbing cream, fluorinated or not, and laser preserved the tooth mineral content even under cariogenic challenge, leading the lesser reductions of the enamel hardness. The results of these studies indicate that association of low-level laser to our photoabsorbing cream in the deciduous enamel was capable to inhibit the demineralization in situations of high cariogenic challenge in vitro. Keywords: enamel, low-level laser, dental caries, FT-Rama
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