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UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA 
 
CENTRO INTEGRADO DE SAÚDE 
 
FACULDADE DE MEDICINA 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Sergio Luiz Mota Júnior 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
PROTÓTIPO DE PONTEIRA ACOPLADA AOS APARELHOS 
FOTOPOLIMERIZADORES PARA COLAGEM DE BRÁQUETES E 
ACESSÓRIOS ORTODÔNTICOS 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
 
 
Juiz de Fora 
2012 
	
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SERGIO LUIZ MOTA JÚNIOR 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
PROTÓTIPO DE PONTEIRA ACOPLADA AOS APARELHOS 
FOTOPOLIMERIZADORES PARA COLAGEM DE BRÁQUETES E 
ACESSÓRIOS ORTODÔNTICOS 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Dissertação apresentada ao Curso de 
Mestrado em Saúde do Programa de Pós-
Graduação em Saúde, Área de 
concentração: Saúde Brasileira, da 
Faculdade de Medicina da Universidade 
Federal de Juiz de Fora, como requisito 
parcial para obtenção do grau de Mestre. 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Orientador: Prof. Dr. Robert Willer Farinazzo Vitral 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Juiz de Fora 
2012 
	
   2	
  
Sergio Luiz Mota Júnior 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
PROTÓTIPO DE PONTEIRA ACOPLADA AOS APARELHOS 
FOTOPOLIMERIZADORES PARA COLAGEM DE BRÁQUETES E 
ACESSÓRIOS ORTODÔNTICOS 
	
  
	
  
	
  
	
  
Dissertação apresentada ao Curso de 
Mestrado em Saúde do Programa de Pós-
Graduação em Saúde, Área de 
concentração: Saúde Brasileira, da 
Faculdade de Medicina da Universidade 
Federal de Juiz de Fora, como requisito 
parcial para obtenção do grau de Mestre. 
	
  
 
 
Aprovada em: 14/02/2012 
Banca Examinadora: 
	
  
	
  
	
  
___________________________________________________________	
  
Prof. Dr. Robert Willer Farinazzo Vitral 
Universidade Federal de Juiz de Fora 
	
  
	
  
	
  
___________________________________________________________	
  
Prof. Dr. Jonas Capelli Júnior 
Universidade Estadual do Rio de Janeiro 
	
  
	
  
	
  
___________________________________________________________	
  
Prof. Dr. Marco Abdo Gravina 
Universidade Federal de Juiz de Fora 
	
  
	
  
	
  
	
  
	
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Dedico este trabalho aos meus pais e 
ao meu irmão, por estarem sempre 
me apoiando nas minhas conquistas 
e participando das minhas vitórias. 
 
	
   4	
  
AGRADECIMENTOS 
A Deus. 
 
Ao professor orientador Robert Willer Farinazzo Vitral, em reconhecimento pela sua 
dedicação, paciência, exemplo, amizade e orientação do estudo. 
 
Aos professores Jonas Capelli Júnior e Marco Abdo Gravina por aceitarem o convite 
de participarem da Banca Examinadora desta monografia, colaborando com a 
excelência deste trabalho. 
 
À professora Catia Cardoso Abdo Quintão pela amizade, apoio e incentivo. 
 
Ao amigo e professor Marcio José da Silva Campos pelo apoio, atenção e confiança 
depositado na realização deste trabalho.  
 
Ao Sr. Leonardo Francisco da Cruz, do Laboratório de Ensaios Mecânicos do 
IME/RJ pela disponibilidade e realização dos ensaios mecânicos. 
 
À amiga e secretária do curso de Especialização em Ortodontia da UFJF, Ângela 
Maria de Oliveira Delgado por sua dedicação e apoio com todos à sua volta. 
 
A todos funcionários e professores do Programa de Pós Graduação em Saúde da 
UFJF. 
 
A todos aqueles que, direta ou indiretamente, colaboraram para a realização deste 
trabalho. 
 
À minha namorada, Ana Paula Carvalho que sempre me apoiou e incentivou. 
 
A meus pais Sergio e Angela e irmão Daniel pela eterna paciência, ajuda e incentivo. 
 
 
	
   5	
  
RESUMO 
 
O objetivo do presente estudo foi o desenvolvimento de uma nova ponteira para ser 
acoplada aos aparelhos fotopolimerizadores utilizados para colagem de bráquetes e 
acessórios ortodônticos, e teste da efetividade da mesma em ensaio mecânico in 
vitro. A ponteira é espelhada na superfície interna e baseia-se em conceitos físicos 
de refração e reflexão de luz. Apresenta como principal vantagem, a redução do 
tempo clínico necessário para o procedimento de colagem, reduzindo, dessa forma, 
a possibilidade de contaminação durante o processo. Através do ensaio de 
resistência mecânica ao cisalhamento e da determinação do Indice Remanescênte 
de Adesivo (IRA), testou-se a ponteira em uma amostra composta por 120 corpos de 
prova, sendo a mesma dividida em 2 grupos. No grupo 1 foi utilizado aparelho 
fotopolimerizador de fonte de luz halógena e no grupo 2 foi utilizado fonte de LED. 
Cada grupo foi subdividido. Nos subgrupos H1 e L1 utilizou-se a ponteira 
convencional dos respectivos instrumentos. Nos subgrupos H2 e L2 a colagem foi 
feita utilizando-se a ponteira desenvolvida. Os valores dos testes de cisalhamento e 
IRA para os subgrupos foram comparados entre si. Os resultados mostraram que 
não houve diferença estatisticamente significante, tanto para os ensaios de 
resistência ao cisalhamento (p>0,05), quanto para o IRA (p>0,05)  entre os 
subgrupos.  Conclui-se que 1 - os testes de ensaios mecânicos, assim como a 
análise do IRA mostraram que a nova ponteira desenvolvida, cumpriu os requisitos 
necessários à colagem dos acessórios ortodônticos; 2 – o tempo de colagem foi 
reduzido pela metade, sendo necessária uma só incidência. 
 
Palavras-chave: braquetes ortodônticos, cura luminosa de adesivos dentários, 
patentes, resistência ao cisalhamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
   6	
  
ABSTRACT 
 
 
The porpose of the present study was the development of a new device to be 
coupled to light-curing units for bonding orthodontic brackets and accessories and 
test of its efficacy in “in vitro” mechanical trial. The inner surface of the device is 
mirrored and is based on physical concepts of light refraction and reflection. The 
main advantage of such device is the reduced clinical time needed for bonding and 
the lesser possibility of contamination during the process. 120 bodies of proof were 
used for testing the shear bond strength of brackets bonded with the device. The 
Adhesive Remnant Index (ARI) was also determined. The sample was divided into 2 
groups. In group 1 a halogen light-curing unit was used and in group 2 a led light-
curing unit was used. Each group was then subdivided. In subgroups H1 and L1, a 
conventional light guide rod was used. In subgroups H2 and L2 bonding was 
performed with the mirrored device coupled to the tip of the guide light rod. The 
values obtained for the shear bond strength and the ARI in the subgroups were 
compared. Results showed that there was no statistically significant difference for the 
shear strength (p>0,05) and the ARI (p>0,05) between the subgroups. Conclusions 
are that 1 - The tests of mechanical trials and the ARI analysis showed that the new 
device fulfilled the requisites for bonding orthodontic accessories; 2 - time for bonding 
was reduced to half, being necessary only one light exposure. 
 
Keywords: light-curing of dental adhesives, orthodontic brackets, patents, shear 
strength. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
   7	
  
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
^n – Plano normal 
® - Marca registrada 
Bis-GMA – Bisfenol A Metacrilato de Glicidila 
c – velocidade da luz no vácuo 
IRA – Índice Remanescente de Adesivo 
IME – Instituto Militar de Engenharia 
gf – grama-força 
LED – Light-Emitting Diode / Diodo Emissor de Luz 
MPa – Megapascal 
n – índice de refração do meio 
ni – índice de refração do meio de incidência 
nr – índice de refração do meio de refração  
sen θi – seno do ângulo de incidência com a normal 
sen θr – seno do ângulo de refração com a normal 
UDMA – Uretano dimetacrilato 
UFJF – Universidade Federal de Juiz de Fora 
v – velocidade da luz no meio 
x – sinal de multiplicação (vezes) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
   8	
  
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
	
  
Figura 1: Comparação entre superfície do esmalte dentário com condicionamento 
ácido (superior) e sem condicionamento ácido (inferior). Na primeira há formação de 
pequenas projeções de resina polimerizada, que permitem a retenção mecânica do 
material resinoso ou adesivo aplicado à superfície do esmalte.................................15 
 
Figura 2: Fotopolimerizador de fonte de luz Halógena da marca Dabi Atlante®.......22 
 
Figura 3: Fotopolimerizador de fonte de LED da marca Dabi Atlante®.....................22 
 
Figura 4: Fotopolimerizador de fonte de laser de Argônio da marca LaserMed®......22 
 
Figura 5: Fotopolimerizador de fonte de arco de Plasma de Xenônio da marca 
Litex®.........................................................................................................................23 
 
Figura 6: No meio 1, observa-se incidência do raio P1 com ângulo θ1 em relação à 
normal ˆn, o raio P’1 refletido com o ângulo θ’1 em relação à mesma ˆn, de forma 
que θ1 é igual a θ’1. O raio P2 corresponde à refração ocorrida no meio 2 sob o 
ângulo θ2 em relação à ˆn..........................................................................................25 
 
Figura 7: Estruturas esquematizadas de uma fibra óptica com o núcleo em amarelho, 
casca em verde e revestimento externo primário em azul.........................................27 
 
Figura 8: Diagrama da reflexão interna total em uma fibra óptica. Esquematicamente, 
de dois raios luminosos (azul e vermelho).................................................................28 
 
Figura 9: Esquema da usinagem de eletroerosão por penetração............................29 
 
Figura 10: a) vista frontal e b) lateral da ponteira desenvolvida.................................32 
 
Figura 11: Máquina de usinagem por Eletroerosão da marca Charmilles 
Technologies modelo Robofil 330F............................................................................33 
 
Figura 12: Estereomicroscópio do tipo Stemi 2000 – C do fabricante Zeiss..............34 
 
Figura 13: A) Superfície vestibular de um incisivo mandibular bovino íntegro utilizável 
para a composição da amostra. B) Superfície vestibular de um incisivo mandibular 
bovino danificado, portanto não utilizável..................................................................34 
 
Figura 14: Ponteira já existente da marca Dabi Atlante® utilizada para a 
fotopolimerização das resinas nos subgrupos H1 e L1..............................................35 
 
Figura 15: Fotopolimerizador Dabi Atlante® Ultralux com ponteira acoplada 
utilizada na fotopolimerização das resinas do subgrupo H2......................................35 
 
Figura 16: Fotopolimerizador Dabi Atlante® Ultraled com ponteira acoplada utilizada 
na fotopolimerização das resinas do subgrupo L2.....................................................36 
 
	
   9	
  
Figura 17: A) Resina fotopolimerizável 3M Transbond XT®. B) Adesivo 
fotopolimerizável 3M Transbond XT®........................................................................36 
 
Figura 18: A) Peso  utilizado para padronizar força de colagem de 300kgf de massa. 
B) Peso em posição apoiado com suporte de encaixe de perfeito encaixe, de forma 
que a direção da força fosse sempre perpendicular à superfície vestibular. C) 
Remoção do excesso de resina com auxílio de sonda exploradora no 5...................37 
 
Figura 19: Forma de incidência da fonte luminosa nos subgrupos H1 e L1. A e B 
representam as incidências mesial e distal................................................................38 
 
Figura 20: Forma de incidência da fonte luminosa nos subgrupos H2 e L2..............38 
 
Figura 21: Radiômetro digital da marca Ecel, modelo RD-7 sendo testado. A) 
Fotopolimerizador de fonte de luz Halógena. B) Fotopolimerizador de fonte LED....38 
 
Figura 22: Dispositivo guia para realização da inclusão dos dentes nos tubos de 
PVC............................................................................................................................39 
 
Figura 23: Máquina universal de ensaio da marca EMIC – modelo DL 10000..........40 
 
Figura 24: Ensaio de resistência ao cisalhamento. Força no momento da ruptura 
corresponde à força máxima......................................................................................40 
 
Figura 25: Corpo de prova após ensaio de resistência ao cisalhamento. Presença de 
adesivo remanescente no esmalte destacado pela seta amarela.............................41 
	
  
Quadro 1: Critérios para a utilização do IRA, segundo Årtun e Bergland (1984).......19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
   10	
  
SUMÁRIO 
 
1- INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 11	
  
2- REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................ 13	
  
2.1- ADESIVO ............................................................................................................ 13	
  
2.2- COMPOSIÇÃO DO ESMALTE DENTÁRIO ....................................................... 17	
  
2.3- ÍNDICE REMANESCENTE DE ADESIVO (IRA) ................................................ 18	
  
2.4- DENTES BOVINOS ............................................................................................ 21	
  
2.5- FOTOPOLIMERIZADOR .................................................................................... 21	
  
2.6- FÍSICA ÓPTICA .................................................................................................. 23	
  
2.6.1- Reflexão .......................................................................................................... 24	
  
2.6.2- Refração ......................................................................................................... 25	
  
2.6.3- Fibra Óptica .................................................................................................... 26	
  
2.6.3.1- Histórico ........................................................................................................ 26	
  
2.6.3.2- Reflexão e Refração ..................................................................................... 26	
  
2.6.3.3- Estrutura da Fibra Óptica ............................................................................. 26 
2.6.3.4- Reflexão Interna Total .................................................................................. 27	
  
2.6.4- Espelho Esférico ........................................................................................... 28	
  
2.7- USINAGEM POR ELETROEROSÃO ................................................................. 28	
  
3- PROPOSIÇÃO ...................................................................................................... 31	
  
4- MATERIAL E MÉTODOS ..................................................................................... 32	
  
5- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 42	
  
ANEXOS .................................................................................................................... 49	
  
 
 
 
	
   11	
  
I INTRODUÇÃO 
 
Com a técnica do ataque ácido do esmalte seguido pela colagem 
(BUONOCORE, 1955), as resinas passaram a ser utilizadas em vários campos da 
Odontologia, inclusive para a colagem de bráquetes ortodônticos (BISHARA et al., 
2002). Com a colagem direta dos bráquetes e mediante seu alto poder de adesão, 
as resinas compostas, denominadas compósitos, mostram-se capazes de resistir às 
forças mastigatórias e às cargas geradas pelos aparelhos ortodônticos (REZK e 
OGAARD, 1991). 
 Como principais vantagens apresentadas pela colagem direta dos bráquetes 
ortodônticos são relatadas a economia de tempo na montagem do aparelho, a 
melhoria na estética, a facilidade de higienização e a possibilidade de 
posicionamento mais preciso dos dispositivos ortodônticos (BISHARA, et al., 2002). 
Todavia, podem-se citar alguns aspectos desfavoráveis como a  necessidade de um 
preparo prévio do esmalte com ácido fosfórico, podendo haver certo grau de erosão 
do mesmo (STEFEN, 1996), maior chance de haver excesso da resina ao redor do 
bráquete, favorecendo o acúmulo de placa e aumentando o risco de descalcificação 
(ONCAG et al., 2005), alterações na superfície do esmalte resultante de ação 
mecânica de remoção da resina após a descolagem dos bráquetes (REZK e 
OGAARD, 1991) e aumento do volume de placa bacteriana (MATTINGLY, 1983). 
 Os adesivos (resinas para colagem) odontológicos atuais promovem um 
mecanismo de retenção mecânica ao esmalte por meio de um processo de 
hibridização desses substratos (CARVALHO et al., 2004).  
 As fontes luminosas mais utilizadas para a fotopolimerização dos compósitos 
são lâmpadas halógenas e LEDs, sendo que as segundas, mais novas, vêm 
substituindo as primeiras, devido ao menor número de componentes e ao baixo 
consumo de energia (BARGHI, FISCHER e PHAM, 2007; BULLOUGH, 2003). 
 A técnica de colagem, que utiliza adesivos para ortodontia, requer vários 
passos que devem ser seguidos de maneira ordenada e criteriosa, para não 
comprometer a resistência adesiva dos acessórios ortodônticos ao esmalte. Porém, 
este procedimento consome muito tempo e necessita de condições ideais do campo 
operatório (BISHARA et al., 1998). 
 Baseado nas atuais condições de colagem de bráquetes e acessórios 
	
   12	
  
ortodônticos, e associados aos conceitos de Física Óptica, objetivou-se, através do 
presente estudo, o desenvolvimento de um novo modelo de ponteira que, acoplada 
ao aparelho fotopolimerizador buscando a otimização, a melhoria da qualidade e a 
redução da energia elétrica requerida para o procedimento de colagem na 
Ortodontia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
   13	
  
2 REVISÃO DE LITERATURA 
 
2.1 ADESIVO 
Em diversas áreas da Odontologia pode-se definir adesão como sendo o 
processo através do qual a união de materiais restauradores ocorre aos substratos 
dentais. Essa união é conseguida pela aplicação de um agente intermediário 
denominado de adesivo dental, que é a combinação de monômeros resinosos de 
diferentes pesos moleculares e viscosidades. A diluição dos monômeros, de modo a 
atingir a fluidez necessária para a aplicação, é conseguida pela adição de diluentes 
resinosos, solventes orgânicos como a acetona e o etanol, além da água que está 
presente em várias formulações. Os adesivos dentais da atualidade desenvolvem 
um mecanismo de retenção micromecânica ao esmalte por meio de um processo de 
hibridização desses substratos. Embora existam evidências de que alguns 
componentes dos adesivos possam reagir quimicamente com elementos do 
substrato dental, as forças que determinam essa união são provavelmente de 
pequena magnitude e se tornam desprezíveis frente às maiores forças retentivas 
determinadas pela hibridização (CARVALHO et al., 2004). 
 Inicialmente os adesivos dividem-se em convencionais e autocondicionantes. 
Os adesivos convencionais são todos os sistemas que empregam o passo 
operatório de condicionamento ácido da superfície de esmalte ou dentina 
separadamente dos outros passos. Nestes sistemas, geralmente emprega-se o 
ácido fosfórico em suas diversas concentrações, para produzir no substrato dentário 
as porosidades necessárias para a posterior infiltração da resina adesiva. Após a 
aplicação do ácido, este deve ser lavado abundantemente com água por pelo menos 
20 segundos para assegurar a completa remoção dos subprodutos de reação e do 
mineral solubilizado na superfície (MONDELLI et al., 2003; CARVALHO et al., 2004). 
 Os sistemas adesivos autocondicionantes diferem dos convencionais 
especificamente, porque não requerem a aplicação isolada de um ácido para 
produzir porosidades no substrato. Esses adesivos incorporam em sua formulação 
monômeros resinosos ácidos que, simultaneamente, desmineralizam e infiltram os 
tecidos dentais. Como os próprios monômeros criam sua via de infiltração, estes não 
devem ser lavados da superfície após a aplicação (CARVALHO et al., 2004). 
	
   14	
  
Em Odontologia há classificação aos diversos tipos de resinas compostas: 
híbridas, microhíbridas, microparticuladas, convencionais e, mais recentemente, as 
denominadas nanoparticuladas. Estes materiais são compostos basicamente de 
uma matriz orgânica (Bis-GMA ou UDMA) que são partículas de carga silanizadas, 
inibidores e iniciadores (FRANCO e LOPES, 2003). Garlipp e Carvalho (1978) 
reportaram que, com a evolução das pesquisas, com intuito de melhorar as 
propriedades das resinas epoxídicas, desenvolveu-se o Bis-GMA (Bisfenol A- 
Metracrilato de glocidila), ou molécula de Bowen. O Bis-GMA é um monômero de 
alto peso molecular e viscosidade relativamente alta, que permite polimerizações 
através de ligações cruzadas, que contribuem para maior resistência, menor 
absorção de água e menor contração durante a polimerização e, assim, os 
compósitos superam as resinas epoxídicas e as resinas acrílicas. Para Franco e 
Lopes (2003), é na matriz orgânica que ocorre o processo de polimerização do 
material, que nada mais é do que a transformação de monômeros em polímeros. 
Assim, quando a resina composta é utilizada, esta se encontra em um estado 
plástico, com possibilidade de ser manipulada e esculpida. Para que este material se 
torne rígido ou se polimerize, é necessária a existência de algum mecanismo de 
ativação. 
Segundo Bishara et al. (2002), a técnica do ataque ácido, descrita por 
Buonocore (1955), permitiu que as resinas fossem utilizadas também na Ortodontia. 
Rezk e Ogaard (1991) afirmaram que as resinas compostas são capazes de 
suportar às forças da mastigação, assim como aquelas geradas pelos aparelhos 
ortodônticos. 
 Beech e Jalaly (1980) e Proffit (1993), afirmaram que, como a matriz resinosa 
não se une à estrutura dentária, é necessário utilizar a técnica do ataque ácido para 
aumentar a retenção mecânica, através de penetrações do compósito dentro das 
porosidades produzidas na estrutura do esmalte, possibilitando a colagem em 
Ortodontia. Buonocore (1955), afirma que a adesão ao esmalte é assegurada pela 
superfície do esmalte condicionada ao ataque ácido, que permite um bloqueio 
mecânico entre a superfície condicionada e às pequenas projeções de resina 
polimerizada (figura 1). 
	
   15	
  
 
Figura 1: Comparação entre superfície do esmalte dentário com condicionamento ácido (superior) e 
sem condicionamento ácido (inferior). Na primeira há formação de pequenas projeções de resina 
polimerizada, que permitem a retenção mecânica do material resinoso ou adesivo aplicado à 
superfície do esmalte. 
Fonte: Proffit, W R e Fields Jr., H W. Contemporary orthodontics, 2ª ed., St. Louis, Mosby-Year 
book Inc.1993, p.395. 
 
As resinas compostas podem ser quimicamente ativadas ou fotoativadas. As 
quimicamente ativadas são apresentadas na forma de 2 pastas em que uma delas 
contém o peróxido de benzoíla que é o iniciador e a outra a amina terciária que é o 
ativador. Quando ambas são manipuladas, ocorre uma reação entre o ativador e 
iniciador, resultando daí o aparecimento de radicais livres que promoverão a 
polimerização do monômero BIS-GMA (PHILLIPS, 1980; BARATIERI, 2002). 
É essencial umedecer a superfície do esmalte com uma resina de baixa 
viscosidade (resina fluida) para maximizar a resistência de colagem (GWINNETT, 
1982; MATASA, 1989; GALAN e LYNCH, 1993; GRABER e VANARSDALL JR, 
1996; MCCABE e WALLS, 1998). Entretanto, Tang, et al. (2000a) concluíram em 
testes de cisalhamento com pré-molares humanos extraídos por indicação 
ortodôntica, que a colagem de bráquetes, com resina fotopolimerizável (Transbond 
XT) e autopolimerizável (Phase II), sem a utilização da resina líquida, não 
comprometeu a adesão ao esmalte, não havendo, portanto, uma diferença 
estatisticamente significante, quando comparado ao grupo controle, no qual os 
bráquetes foram colados com o uso da resina fluida conforme indicações dos 
fabricantes. Birdi (1997) e O´Brien (1997) afirmam que a tensão superficial diminui à 
medida que a temperatura aumenta, o que segundo Tang, et al. (2000a), pode ser 
duvidoso para a aplicação dos resultados in vitro em casos in vivo. Porém em um 
	
   16	
  
outro estudo   Tang, et al. (2000b), desta vez in vivo, não obtiveram diferenças 
estatisticamente significantes nos casos em que houve a utilização da resina líquida 
e naqueles em que esta não foi aplicada. 
Segundo Gange (1995) e Correr Sobrinho, et al. (2002), apesar do uso 
intenso das resinas quimicamente ativadas para a fixação dos bráquetes, o uso das 
resinas fotopolimerizáveis ampliou-se nos últimos anos entre os ortodontistas. Uma 
das vantagens no uso dos materiais fotopolimerizáveis é o tempo maior que o 
profissional dispõe para posicionar o bráquete na superfície do esmalte, visto que a 
polimerização só se inicia quando o operador expõe o material à luz visível do 
fotopolimerizador. Em 1979, Tavas e Watts publicaram o primeiro artigo empregando 
a resina fotopolimerizável na colagem de bráquetes. Estudos in vitro (THANOS, 
MUNHOLLAND e CAPUTO, 1979) e clínico (O´BRIEN et al., 1989) mostraram que 
os materiais fotopolimerizáveis apresentavam resultados de união comparáveis aos 
quimicamente ativados, quando submetidos ao teste de resistência ao cisalhamento. 
 Galindo et al. (1998) afirmaram que ambos os compósitos, auto e 
fotopolimerizáveis, têm mostrado ser clinicamente aceitáveis e efetivos. 
O´Brien et al.(1989) afirmaram que os sistemas adesivos fotopolimerizáveis 
possuem um fotoiniciador que normalmente é a canforoquinona, que tem uma 
absorção média entre 400 a 500µm, e está presente em 25% do peso e são 
polimerizáveis por luz visível. Durante a reação de presa, os adesivos 
fotopolimerizáveis apresentam maiores tensões, apresentando maior concentração 
de polimerização do que os autopolimerizáveis. 
 Segundo Brandt, Serviss e Wolfson (1975), a preparação da superfície do 
esmalte, o tipo de promotores de união, a concentração e o tempo do ataque ácido, 
o uso do selante, a contaminação pela saliva, o tipo de bráquete utilizado, a idade 
dos dentes, a presença de esmalte aprismático, também influenciam nos valores dos 
testes de resistência ao cisalhamento dos compósitos, no local e quantidade de 
adesivo remanescente e na resistência da descolagem. 
 O uso de um adesivo resistente é considerado para Graber e Vanarsdall JR, 
(1996) um fator de sucesso na colagem em Ortodontia. 
 Tang, et al. (2000a), avaliaram a resistência de união do bráquete sem o uso 
de resina líquida (adesivo fluido) que contém o Bis-GMA. Esta pesquisa foi feita 
porque, segundo o autor, o Bis-GMA é irritante, e provoca dermatose nos dentistas. 
Os resultados mostraram resistência semelhante, usando-se ou não o adesivo para 
	
   17	
  
resina autopolimerizável (Phase II). Jacobsen, Aasenden e Hensten-Pettersen 
(1991), Munksgaard, et al. (1996) e Lönnroth e Shahnavaz (1998) concluíram 
através de estudos realizados em países escandinavos que boa proporção dos 
dentistas apresentam alguma dermatose relacionada ao uso de materiais 
odontológicos. Segundo Jacobsen e Hensten-Pettersen (1989), Jacobsen, 
Aasenden e Hensten-Pettersen (1991), Jacobsen e Hensten-Pettersen (1995), 
Jacobsen, Derand e Hensten-Pettersen (1996), uma série de estudos noruegueses 
mostrou que ortodontistas apresentam os maiores índices de dermatoses nas mãos 
dentre os outros profissionais de outras áreas odontológicas. Segundo Graber e 
Vanarsdall JR (1996), reações alérgicas já foram reveladas em pacientes, 
assistentes e dentistas, devido ao contato com adesivo em colagem ortodôntica. 
Para Tang et al. (2000b) se a colagem em Ortodontia pudesse ser realizada, 
clinicamente, sem o uso de resina líquida, poderia ser possível reduzir o risco da 
exposição ocupacional do profissional da mesma e a seus componentes não 
polimerizados. Sobre um ponto de vista de biocompatibilidade, a técnica de colagem 
de bráquetes sem o uso de resina líquida pode oferecer uma grande vantagem 
clínica. 
Tang et al. (2000b) ressaltaram que, para a resina líquida ser eliminada da 
etapa clínica da colagem de bráquetes, o conjunto arco-bráquete deve continuar 
fazendo sua força fielmente ao dente, não comprometendo o trabalho ortodôntico, 
ou seja, o resultado clínico deve ser exatamente o mesmo daquele se a resina 
líquida não tivesse sido utilizada, de forma que o material de colagem não seja um 
fator de dúvida para o sucesso do tratamento. 
 Os procedimentos necessários para adequada colagem com adesivos para 
colagem ortodôntica são profilaxia, condicionamento do esmalte, aplicação do primer 
e colagem do acessório ao dente (CACCIAFESTA et al., 2003). Devido à quantidade 
de passos, o controle da umidade torna-se difícil, ocorrendo contaminação da 
superfície do esmalte e consequentemente falha na colagem (SAYINSU et al., 
2007). 
 
2.2 COMPOSIÇÃO DO ESMALTE DENTÁRIO 
 Para Fróes-Salgado e Francci (2009), quando se pensa em colagem, parece 
óbvio que o conhecimento do esmalte, sua composição e propriedades são 
essenciais. 
	
   18	
  
 Fróes-Salgado e Francci (2009) afirmaram ser o esmalte o tecido mais 
mineralizado conhecido, constituído por 96% de mineral e apenas 4% de material 
orgânico e água. O conteúdo inorgânico do esmalte consiste de um fosfato de cálcio 
cristalino, conhecido como hidroxiapatita, o qual também é encontrado no osso, 
cartilagem calcificada, dentina e cemento. Vários íons, tais como estrôncio, 
magnésio, chumbo e fluoreto, se presentes durante a formação do esmalte podem 
ser incorporados ou absorvidos pelos cristais de hidroxiapatita. Embora quase que 
todo o interior do volume do esmalte dentário seja ocupado por hidroxiapatita 
densamente empacotado, uma fina rede de material orgânico aparece entre os 
cristais. A natureza orgânica desse material é principalmente protéica e contém 
material polissacarídico. Proteínas de alto peso molecular conhecidas como 
enamelinas persistem no esmalte maduro e estão fortemente ligadas às superfícies 
dos cristais de apatita ocupando todo o espaço entre os cristais. O material orgânico 
pode ser melhor observado em cortes desmineralizados de esmalte imaturo e é 
também observado como uma fina rede com microscópio eletrônico. Devido ao seu 
alto peso molecular, o esmalte é extremamente duro, uma propriedade que o 
capacita suportar as forças mecânicas aplicadas durante a mastigação. Essa 
dureza, que pode ser comparada à do aço mole, também torna o esmalte friável; 
para manter sua integridade é necessária uma camada subjacente de dentina, mais 
resiliente. O esmalte é transluzente e varia em cor de amarelo-claro ao branco-
acinzentado. Varia em espessura de um máximo de 2,5mm nas superfícies de 
trabalho até uma borda muito delgada na linha cervical. Essa variação na espessura 
influencia a cor do esmalte, uma vez que a dentina amarela subjacente é vista 
através das regiões mais delgadas. 
 
2.3 ÍNDICE REMANESCENTE DE ADESIVO (IRA) 
O’Brien, Watts e Read (1988), Romano, et al. (2005), Cozza, et al. (2006), 
Shamsi, et al. (2006) referem-se ao IRA (índice remanescente de adesivo) no 
esmalte dentário após o ensaio de cisalhamento, como um índice para localizar o 
local de fratura do adesivo. Para Lalani, et al. (2000), os resultados do IRA devem 
ser interpretados com cuidado porque eles são subjetivos, podendo ter 
interpretações diferentes se analisados por observadores diferentes ou 
despreparados. Os índices do IRA foram primeiramente descritos por Årtun e 
Bergland (1984), o qual foi classificado em 4 escores, conforme o quadro 1. Os 
	
   19	
  
dados obtidos pelo índice auxiliam na caracterização das falhas adesivas por meio 
da avaliação das interfaces envolvidas nas fraturas, permitindo análise estatística e 
comparação entre os grupos. 
 
IRA – Índice Remanescente Adesivo 
Escores Freqüência do adesivo remanescente; 
0 Nenhum adesivo remanescente sobre o esmalte dentário; 
1 Menos da metade de adesivo remanescente no esmalte 
dentário; 
2 Mais da metade de adesivo remanescente no esmalte 
dentário; 
3 Todo o adesivo remanescente sobre o esmalte, com nítida 
impressão da malha do bráquete. 
Quadro 1: critérios para a utilização do IRA, segundo Årtun e Bergland (1984). 
 
 Gorelick (1977) em sua investigação, encontrou o maior número de 
descolagens precoces na interface bráquete-adesivo. Observou também um menor 
número de descolagens na interface dente-adesivo, os quais ocorreram logo após a 
colagem. Ele citou como prováveis causas para este tipo de descolagem: profilaxia, 
condicionamento ou lavagens inadequados, secagem insuficiente ou presença de 
umidade na superfície condicionada. 
 Gwinnett e Gorelick (1977) observaram que, durante a descolagem, houve 
maior facilidade na remoção de bráquetes onde foram utilizadas resinas com carga 
reduzida ou sem carga. Em todos os casos, as fraturas ocorreram na interface 
esmalte/resina e ou bráquete/resina. Na remoção do compósito com mais volume de 
carga, foi necessário o emprego de forças maiores, não sendo surpreendente 
encontrar esmalte arranhado e arrancado. 
Zachrisson (1977) constatou, clinicamente, que o predomínio de falhas na 
perda de bráquete foi devido a fraturas no adesivo, na interface esmalte/resina ou 
combinações de fraturas esmalte/resina e resina/bráquete. Segundo o autor, as 
descolagens precoces provavelmente ocorreram devido à contaminação com 
umidade (saliva, fluido gengival), forças superiores à resistência da colagem, 
adaptação inadequada do bráquete à superfície dentária e a variações individuais 
como hipersalivação ou diferenças na composição do esmalte. 
 Diedrich (1981) verificou que o local de fratura, durante a remoção dos 
bráquetes, ocorre de forma heterogênea. A localização da fratura depende da 
	
   20	
  
resistência da união mecânica produzida pelo ácido. No caso de formação mínima 
de tags, o ponto de fratura situa-se na interface esmalte/resina. Quando o 
embricamento mecânico é forte, a fratura encontra-se em parte na resina e em parte 
no esmalte. Em alguns casos, observou fraturas no esmalte que atingiram uma 
profundidade de 100 micrômetros. Na descolagem de bráquetes metálicos in vivo e 
in vitro, as fraturas ocorreram predominantemente na interface resina/bráquete. 
 Silverstone, Hicks e Featherstone (1985) verificaram que, na descolagem, o 
modo de fratura mais frequentemente encontrado nas superfícies contaminadas com 
saliva, por 60 segundos, foi a do tipo adesiva (na interface esmalte/resina), enquanto 
que, no grupo controle, foi mais freqüente a  fratura  do tipo  coesiva (na resina). 
Segundo os autores, estes resultados sugerem que o efeito da contaminação da 
superfície atacada foi o de enfraquecer a união entre esmalte e resina. Isto pode ser 
explicado pela presença de uma cobertura orgânica obstruindo, parcialmente, os 
prismas de esmalte condicionados. 
 Graber e Vanarsdall JR (1996) mencionaram como falhas na colagem, 
aquelas que ocorrem na interface esmalte/adesivo e adesivo/bráquete. As primeiras 
seriam devido à técnica inadequada, com contaminação com umidade ou 
perturbação no processo de presa, e as outras seriam devido à utilização de um 
adesivo fraco.  Visando a obtenção de sucesso nas colagens o autor sugeriu o 
desenvolvimento de uma técnica que assegurasse um bom controle da umidade, o 
posicionamento dos bráquetes próximo aos dentes, sem perturbar o processo de 
presa, e a utilização de adesivos fortes. 
 Knoll, Gwinnett e Wolf (1986) comentaram que o maior índice de descolagem 
precoce de bráquetes ortodônticos ocorre na região posterior. Vários fatores foram 
apontados como responsáveis por esta constatação, entre eles: maior força 
mastigatória nesta região, diferenças no padrão de condicionamento entre os dentes 
e maior dificuldade em  manter um campo seco na região posterior.  Do mesmo 
modo, O’Brien et al. (1989) encontraram em seu estudo comparativo in vitro, que a 
distribuição dos locais de fraturas quando examinadas de uma maneira geral, 
ocorrem significantemente em maior número na região posterior que na anterior, o 
que ele atribuiu provavelmente ser devido à dificuldade de isolar da umidade o 
segmento posterior. 
	
   21	
  
 Wang e Lu (1991) encontraram 43% a 49% de descolagens na interface 
bráquete/resina; 12% a 24 % na resina; 32% a 40% na interface dente/resina; 0% a 
4% das fraturas contendo fragmentos de esmalte. 
 
 
2.4 DENTES BOVINOS 
Os incisivos mandibulares permanentes de bovinos são excelentes 
substitutos para os dentes humanos nas pesquisas odontológicas em suas diversas 
especialidades (SALEH e TAYMOUR, 2003; CAMPOS, CAMPOS e VITRAL, 2008). 
Devido ao aumento da demanda por dentes humanos nos centros de pesquisas, a 
disponibilidade destes dentes tornou-se bastante reduzida. Por este motivo, os 
dentes bovinos, por apresentarem semelhanças morfológicas e histológicas com os 
dentes humanos, passaram a ser utilizados em pesquisas in vitro (FONSECA et al. 
2004, REIS et al. 2004, CAMPOS, CAMPOS e VITRAL, 2008). 
 
2.5 FOTOPOLIMERIZADOR 
 Atualmente, as fontes emissoras de luz para fotopolimerização disponíveis no 
mercado são as lâmpadas halógenas (figura 2), os diodos emissores de luz (LEDs) 
azul (figura 3), o laser de Argônio (figura 4) e o arco de plasma de xenônio (figura 5), 
com uma grande variedade de ponteiras (BISHARA et al., 1998). Apesar de estas 
duas últimas tecnologias reduzirem o tempo de polimerização a apenas um quarto 
(TALBOT et al., 2000) e a um terço (THIND, STIRRUPS e LLOYD, 2006) do 
necessário com os fotopolimerizadores convencionais, respectivamente, apresentam 
alto custo financeiro para a aquisição destes aparelhos, o que inviabiliza a utilização 
dos mesmos em consultórios particulares (TALBOT et al., 2000; THIND, STIRRUPS 
e LLOYD, 2006; RUEGGEBERG, 2011).  
	
   22	
  
 
Figura 2: Fotopolimerizador de fonte de luz Halógena da marca Dabi Atlante®. 
Fonte: http://www.dabiatlante.com.br/produtos/15/ultralux (acessado em 13/01/12) 
 
 
 
Figura 3: Fotopolimerizador de fonte de LED da marca Dabi Atlante®. 
Fonte: http://www.dabiatlante.com.br/produtos/14/ultraled (acessado em 13/01/12) 
 
 
 
Figura 4: Fotopolimerizador de fonte de laser de Argônio da marca LaserMed®. 
Fonte: http://www.odontologiabrasileira.com.br/2132/laser-odontologico-de-argonio-accucure-3000-
lasermed.html (acessado em 13/01/12) 
 
	
   23	
  
 
 
Figura 5: Fotopolimerizador de fonte de arco de Plasma de Xenônio da marca Litex®. 
Fonte: http://www.1stmedicalsupplies.com/Litex-curing-lights.asp (acessado em 13/01/12) 
 
 Os fotopolimerizadores com lâmpadas halógenas estão sendo substituídos 
por aqueles com LEDs (BARGHI, FISCHER e PHAM, 2007), devido ao menor 
número de componentes e ao baixo consumo de energia (BULLOUGH, 2003; 
RUEGGEBERG, 2011). São comercialmente disponibilizados pelos fabricantes e 
distribuidores nacionais de equipamentos odontológicos, diversos modelos e marcas 
de fotopolimerizadores a LED. De acordo com os fabricantes, a luz azul destes 
equipamentos encontra-se na faixa de 440 nm a 600 nm e as potências máximas 
variam de 500 mW/cm2 a 1.500 mW/cm2 (Dabi Atlante SA, Gnatus Equipamentos 
Médico-Odontológicos Ltda, Kavo do Brasil SA e M M Optics Ltda). 
LED é o acrônimo em inglês para Light Emitting Diode ou Diodo Emissor de 
Luz, um diodo semicondutor que quando energizado emite luz visível por 
luminescência e não por aquecimento de um filamento. Isto resulta num menor 
consumo de energia e baixa produção de calor (OWENS e RODRIGUEZ, 2007). Um 
LED monocromático possui vida útil estimada em 100.000 horas sob circunstâncias 
de operações normais (HORNBERG, 2006). 
  
2.6 FÍSICA ÓPTICA 
Óptica é a área da Física na qual se estuda o comportamento da luz. Com a 
descoberta do comportamento da luz, o homem percebeu que a óptica poderia ser 
aplicada de diversas formas podendo ser construído diferentes instrumentos ópticos. 
Com a reflexão e refração foi possível a construção de ferramentas de grande 
utilidade: telescópios, microscópios e sistemas de lentes altamente modernos 
(câmeras, projetores etc.), além da utilização na área da saúde (MCKELVEY e 
	
   24	
  
GROTCH, 1981). 
O fenômeno luminoso foi motivo de estudo por vários curiosos. Desde os 
tempos antigos, os gregos já conheciam os fenômenos ópticos como reflexão e 
refração. Os romanos também já conheciam a óptica apesar desses povos não 
entenderem muito bem esses fenômenos. A refração no vidro já era usada nos 
tempos medievais para corrigir problemas de visão. O primeiro a pensar no 
comportamento da luz foi o filósofo grego Aristóteles (384-322 a.C) que determinava 
que a luz era uma onda (defendia a teoria ondulatória, propagação por meio de 
ondas) e que a velocidade da luz era infinita. Ao contrário do filósofo grego, 
Empéclodes acreditava que a luz era um feixe de luz contínuo e finito (RAMALHO 
JÚNIOR, FERRARO e SOARES, 1991). 
A idéia de que a luz propaga-se por meio de linha reta também foi defendida 
pelo físico e matemático iraquiano Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham (965 a 1038). Ele 
introduziu o termo “raio de luz” por ter provado diversos fenômenos ópticos, 
melhorou as leis de reflexão e refração e introduziu que, os ângulos de incidência, 
reflexão e refração estão no mesmo plano, o “plano de incidência” (RAMALHO 
JÚNIOR, FERRARO e SOARES, 1991). 
 
2.6.1 Reflexão 
Quando um feixe de luz propaga e colide com uma barreira (um objeto 
qualquer), esse feixe é desviado. A situação descreve a reflexão da luz (figura 6), 
que acontece no limite de dois meios, por exemplo, ar-vidro, ar-água entre outros 
(NUSSENZVEIG,1998). 
Quando o raio de luz atinge a superfície forma um ângulo com a normal da 
superfície. Este ângulo nomeia-se ângulo de incidência. Porém, quando este raio de 
luz toca a superfície, volta para o primeiro meio formando outro ângulo com a 
mesma normal, que é o ângulo de reflexão, sendo θi =θr , ângulo de incidência igual 
ao ângulo de reflexão (Lei da Reflexão) (NUSSENZVEIG,1998). 
 
	
   25	
  
 
Figura 6: No meio 1, observa-se incidência do raio P1 com ângulo θ1 em relação à normal ˆn, o raio 
P’1 refletido com o ângulo θ’1 em relação à mesma ˆn, de forma que θ1 é igual a θ’1. O raio P2 
corresponde à refração ocorrida no meio 2 sob o ângulo θ2 em relação à ˆn. 
Fonte: Nussenzveig H M. Curso de Física Básica 4. 1a ed., São Paulo, Editora Edgard Blücher, 
1998. 
 
 
2.6.2 Refração 
Os raios de luz que atingem a superfície não se refletem totalmente, uma 
parte é refletida e a outra penetra no segundo meio. Esse processo é chamado de 
refração (figura 6). Quando isto ocorre, o raio altera sua direção e a velocidade da 
propagação, isto é caracterizado pelo índice de refração n. Cada material possui um 
índice de refração diferente, dado pela equação (RAMALHO JÚNIOR, FERRARO e 
SOARES, 1991): 
n =  c ., onde 
       v 
n é o índice de refração do meio; 
c é a velocidade da luz no vácuo; 
v é a velocidade da luz no meio. 
Há duas leis básicas da refração, a primeira é que o ângulo incidente, o 
ângulo refratado e a normal estão no mesmo plano, enquanto a segunda é dada 
pela seguinte equação ou lei de Snell-Descartes (RAMALHO JÚNIOR, FERRARO e 
SOARES, 1991):  
ni x sen θi = nr x sen θr, onde 
ni é o índice de refração do meio de incidência; 
	
   26	
  
sen θi é o seno do ângulo de incidência com a normal; 
nr é o índice de refração do meio de refração; 
sen θr é o seno do ângulo de refração com a normal. 
	
  
2.6.3 Fibra Óptica 
A fibra ótica é uma das muitas aplicação da reflexão. Além de ser usada para 
diversos instrumentos médico-cirúrgicos, é usada na telefonia, pois funciona como 
guia de ondas para a luz, que permite transmití-la a grandes distâncias com perdas 
extremamente pequenas (RAMALHO JÚNIOR, FERRARO e SOARES, 1991). 
2.6.3.1 Histórico 
 Em 1952, o físico indiano Narinder Singh Kanpany inventa a fibra óptica 
baseando-se na idéia de uma capa de vidro sobre um bastão fino de vidro para 
evitar a “fuga” da luz pela superfície. No Brasil, o primeiro grupo a pesquisar a 
respeito da fibra óptica foi o Grupo de Fibras Ópticas do Instituto de Física Gleb 
Wataghin da Unicamp, formado em 1975 com o objetivo de desenvolver o processo 
de fabricação e formar recursos humanos nesta área (FREUDENRICH, 2001). 
  
2.6.3.2 Reflexão e Refração 
 O princípio fundamental que rege o funcionamento das fibras ópticas é a 
reflexão total da luz. Para isso a luz deve sair de um meio mais refringente para um 
meio menos refringente, e o ângulo de incidência deve ser igual ou maior do que o 
ângulo limite (RAMALHO JÚNIOR, FERRARO e SOARES, 1991). 
 
2.6.3.3 Estrutura da Fibra Óptica 
 As fibra ópticas são constituídas basicamente de materiais dielétricos 
(isolantes) que permitem total imunidade a interferências eletromagnéticas, que 
formam uma estrutura cilíndrica composta de uma região central, denominada 
núcleo, por onde passa a luz; e uma região periférica denominada casca que 
envolve o núcleo (figura 7), ambos de vidro sólido com altos índices de pureza, 
porém, com índices de refração diferentes (FREUDENRICH, 2001).  
	
   27	
  
 
 
Figura 7: Estruturas esquematizadas de uma fibra óptica com o núcleo em amarelho, casca em verde 
e revestimento externo primário em azul.  
Fonte: Scrivener, A. Afinal o que é Fibra Óptica e como funciona? TecnoInfor 15 de novembro de 
2011. Disponível em: http://www.tecnoinfor.net/redes/fibra-otica (acessado em 13/01/2012). 
 
O índice de refração do núcleo é sempre maior que o índice de refração da 
casca e, quanto maior o diâmetro do núcleo mais luz ele pode conduzir.  Por possuir 
índice de refração menor que o núcleo, a casca impede que a luz seja refratada, 
permitindo assim que a luz chegue ao dispositivo receptor sem perdas 
(FREUDENRICH, 2001). 
Fibras de resistência mecânica são as responsáveis por proteger o núcleo 
contra impactos e tensões excessivas durante a instalação. Geralmente são feitas 
de um material chamado kevlar, o mesmo utilizado em coletes a prova de bala. Além 
do revestimento externo, que é uma capa que recobre o cabo de fibra óptica 
protegendo-os contra choques mecânicos e excesso de curvatura (FREUDENRICH, 
2001). 
   
2.6.3.4 Reflexão Interna Total 
 Segundo Ramalho Júnior, Ferraro e Soares (1991) quase a totalidade de luz 
que atravessa a Fibra Óptica sofre reflexão total no interior do núcleo, chegando à 
outra extremidade. Quando a luz atravessa o núcleo, chegando à interface núcleo – 
casca, esta interface determina se o raio luminoso sofrerá refração ou reflexão. A luz 
propaga-se longitudinalmente até a outra extremidade graças às reflexões totais que 
sofre na interface entre o vidro central (núcleo) e o vidro periférico (casca) (figura 8). 
 
	
   28	
  
 
Figura 8: Diagrama da reflexão interna total em uma fibra óptica. Esquematicamente, de dois raios 
luminosos (azul e vermelho).  
Fonte: Freudenrich C. How Fiber Optics Work.  HowStuffWorks.com 06 March 2001. 
http://communication.howstuffworks.com/fiber-optic-communications/fiber-optic.htm (acessado em 
13/01/2012). 
 
2.6.4 Espelho Esférico 
O espelho esférico foi estudado pelo matemático grego Euclides (325 a.C a 
265 a.C) em sua obra Catroptics, em 285 a.C. Ele postulou a propagação em linha 
reta dos raios de luz, permitindo que a óptica fosse uma simples divisão da 
geometria (RAMALHO JÚNIOR, FERRARO e SOARES, 1991). 
A reflexão especular é conseguida quando um meio é opaco e a superfície de 
separação é polida. Nessas condições, a superfície é denominada de espelho ou 
superfície refletora, podendo ser plano ou curvo (esféricos, parabólicos, etc.). Um 
espelho pode ser simplesmente um pedaço de vidros ou uma superfície metálica 
polida (RAMALHO JÚNIOR, FERRARO e SOARES, 1991). 
  
2.7 – USINAGEM POR ELETROEROSÃO 
 A eletroerosão por penetração é um processo de usinagem amplamente 
utilizado na fabricação de cavidades para moldes e matrizes, em sistemas 
mecânicos e microeletrônicos, e em aços de ferramentas tratados (LEE, HSU e TAI, 
2004; CHE-HARON e JAWAID, 2008; AMORIM, 2002) (figura 9). Sua capacidade de 
realizar formatos complexos e usinar materiais de alta dureza faz com que ela seja 
uma excelente opção para estes campos (LEE e TAI, 2003). 
A eletroerosão é o processo mais utilizado e popular dentre os mecanismos 
especiais de usinagem (HO e NEWMAN, 2003; KIYAK e ÇAKIR, 2007), e baseia-se 
no fenômeno de descargas elétricas não estacionárias (faíscas), controladas para 
	
   29	
  
fundir e vaporizar parcelas do material, configurando, através da remoção dessas 
parcelas de material, a usinagem de uma determinada superfície. 
Também conhecido por EDM (do inglês electrical discharge machining), o 
processo estabeleceu-se no início da década de 40, na Universidade de Moscou, 
através do desenvolvimento de dois cientistas, Boris R. Lazarenko e Natalie I. 
Lazarenko (GUITRAU, 1997; HO e NEWMAN, 2003; LEÃO e PASHBY, 2004; KIYAK 
e ÇAKIR, 2007). Ele possui grande aplicação em usinagem de peças com geometria 
complexa e alta dureza, tais como moldes e matrizes, setores automotivo, 
aeroespacial, médico, ótico, joalheiro, dental, de ferramentas, de prototipagem e de 
componentes cirúrgicos (SIMAO et al., 2003; HO e NEWMAN, 2003; RAMASAWMY 
e BLUNT, 2004; FONDA et al., 2008). Segundo Ho e Newman (2003) e Tsai, Yan e 
Huang (2003), a ausência de contato entre peça e ferramenta evita o aparecimento 
de forças de usinagem na superfície e vibrações durante o processo, o que faz com 
que a precisão dos componentes fabricados seja maior e os dispositivos de fixação 
sejam menos robustos, levando à redução de custo. O desenvolvimento do 
processo, especialmente em termos de taxas de remoção, fez com que se 
estabelecesse como processo competitivo, extendendo suas aplicações (HO e 
NEWMAN, 2003). 
 
 
 
Figura 9: Esquema da usinagem de eletroerosão por penetração.  
Fonte: Youssef, H A; El-Hofy, H. Machining technology: machine tools and operations, 1ª ed., 
Flórida: CRC Press; 2008, p. 633. 
	
   30	
  
 
À partir do modelo existente do aparelho fotopolimerizador, com sua ponteira 
que contém um filamento de Fibra Óptica no seu interior, pode-se considerar que 
esta, se acoplada a um espelho esférico na extremidade, provocará mudança na 
direção dos raios luminosos. Segundo Ramalho Júnior, Ferraro e Soares (1991) os 
espelhos esféricos côncavos são calotas polidas que permitem a reflexão da luz 
voltada à sua face interna. Numa superfície polida o ângulo de incidência é o mesmo 
que o refletido em relação à Normal do espelho (segmento de reta imaginário que 
contém o centro geométrico da esfera que formaria o espelho côncavo e o ponto que 
a luz incide ao espelho). Dessa forma, esse trabalho tem, por objetivo principal, o 
desenvolvimento de uma ponteira espelhada, a qual seria acoplada às ponteiras 
convencionais dos aparelhos fotopolimerizadores, proporcionando redução do tempo 
de fotopolimerização graças ao fenômeno óptico da reflexão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
   31	
  
3 PROPOSIÇÃO 
3.1 – Desenvolver o protótipo de uma ponteira acoplada às já existentes para a 
colagem de bráquetes ortodônticos; 
3.2 – Testar a efetividade em ensaio mecânico in vitro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
   32	
  
4 MATERIAL E MÉTODOS 
 
 O projeto foi aprovado pela Comissão de Ética na Experimentação Animal da 
Universidade Federal de Juiz de Fora sob o protocolo no 025/2010 (ANEXO A). 
  A figura 10 mostra as vistas frontal (a) e lateral (b) da ponteira desenvolvida 
no presente trabalho. O depósito de pedido de patente foi dado ao INPI (Instituto 
Nacional da Propriedade Industrial) sob o protocolo no 020110074054 (ANEXO B). 
 
 
A B
Figura 10: a) vista frontal e b) lateral da ponteira desenvolvida. 
  
 A confecção da ponteira foi feita através do processo de usinagem por 
Eletroerosão com a máquina da marca Charmilles Technologies modelo Robofil 
330F (figura 11) na cidade de Belo Horizonte – MG. 
	
   33	
  
 
Figura 11: Máquina de usinagem por Eletroerosão da marca Charmilles Technologies modelo 
Robofil 330F 
http://www.edm.co.uk/images/Robofil%20330F%202000%20last.JPG (acessado em 13/01/12) 
  
 
Foram utilizados 120 incisivos mandibulares bovinos no Matadouro municipal 
de Juiz de Fora – MG. A seleção dos dentes foi feita por um único operador com a 
utilização de um Estereomicroscópio do tipo Stemi 2000 – C do fabricante Zeiss 
(figura 12), no departamento de Física Moderna do Instituto de Ciências Exatas da 
UFJF, para determinar os dentes íntegros utilizáveis (figura 13A) dos não utilizáveis 
(figura 13B). Os dentes foram extraídos no mesmo dia e permaneceram imersos por 
7 dias em solução aquosa de timol a 0,1%, à temperatura ambiente, com a 
finalidade de assepsia. Após este período, foram removidos dos mesmos os tecidos 
moles remanescentes, cálculos e fragmentos ósseos. Posteriormente, os dentes 
foram armazenados em água destilada a 4oC, trocada semanalmente, até o 
momento da experimentação que foi de até 30 dias após as extrações dos dentes. 
 
	
   34	
  
 !
Figura 12: Estereomicroscópio do tipo Stemi 2000 – C do fabricante Zeiss. 
 
A B
!  ! 
Figura 13: A) Superfície vestibular de um incisivo mandibular bovino íntegro utilizável para a 
composição da amostra. B) Superfície vestibular de um incisivo mandibular bovino danificado, 
portanto não utilizável.  
 
Foram utilizados 120 bráquetes (Dental Morelli, slot 0,022”x0,030”, 0º de 
inclinação e torque, referência 10.30.201). 
A amostra foi dividida em 2 grupos de 60 dentes cada, sendo o grupo 1 
constituído pelos dentes nos quais a colagem dos bráquetes foi realizada com 
fotopolimerizador de fonte de luz halógena (Dabi Atlante® Ultralux), e o grupo 2 
constituído pelos dentes aos quais a colagem dos bráquetes foi realizada com 
fotopolimerizador de luz LED (Dabi Atlante® Ultraled). 
 Cada grupo, por sua vez, foi subdividido em 2 subgrupos, com 30 dentes 
cada, sendo os subgrupos H1 e L1 polimerizados com a ponteira convencional 
(figura 14) e os subgrupos H2 e L2 polimerizados com a desenvolvida no presente 
estudo (figuras 15 e 16). 
	
   35	
  
 
Figura 14: Ponteira já existente da marca Dabi Atlante® utilizada para a fotopolimerização 
das resinas nos subgrupos H1 e L1. 
 
 
 
 
Figura 15: Fotopolimerizador Dabi Atlante® Ultralux com ponteira acoplada utilizada na 
fotopolimerização das resinas do subgrupo H2. 
 
	
   36	
  
 
Figura 16: Fotopolimerizador Dabi Atlante® Ultraled com ponteira acoplada utilizada na 
fotopolimerização das resinas do subgrupo L2. 
 
  
Para a colagem dos bráquetes, utilizou-se a resina fotopolimerizável 3M 
Transbond XR® (figura 17), seguindo as recomendações do fabricante. As 
superfícies vestibulares dos incisivos bovinos foram submetidas à profilaxia com 
uma pasta composta por pedra pomes e água, com auxílio de escova do tipo 
Robinson, montada em contra-ângulo, em baixa rotação por 15 segundos. 
Posteriormente, os dentes foram lavados em água corrente por 15 segundos e 
secos com jato de ar, isento de óleo ou umidade, por 15 segundos.	
  	
  
	
  
B
A
	
  
Figura 17: A) Resina fotopolimerizável 3M Transbond XT®. B) Adesivo fotopolimerizável 3M 
Transbond XT®. 
 
	
   37	
  
A partir daí, as faces vestibulares dos dentes foram condicionadas com ácido 
fosfórico 37% da marca 3M® por 15 segundos (conforme instrução do fabricante). 
Foram então lavadas em água corrente por 15 segundos e secas por 5 segundos 
com jato de ar isento de óleo e umidade, ficando esbranquiçado na região em que 
foi aplicado o ácido. Aplicou-se a resina fluida, que foi fotopolimerizada por 10 
segundos. Aplicou-se a resina fotopolimerizável na base dos bráquetes, e estes 
foram posicionados e submetidos a um peso de 300gf afim de padronizar a força de 
colagem (figura 18). No subgrupo H1, conforme orientação do fabricante, a 
incidência da luz do aparelho fotopolimerizador foi de 10 segundos na face mesial e 
10 segundos na face distal a 5mm de distância. No subgrupo L1, conforme 
orientação do fabricante, a incidência foi de 5 segundos na face mesial e 5 segundos 
na distal (a 5mm de distância). Já no subgrupo H2 a incidência foi de 10 segundos e 
no subgrupo L2, de 5 segundos. A colagem para os subgrupos H1 e L1 se deu a 
uma distância de 5mm da fonte luminosa até a interface bráquete/dente com uma 
incidência paralela à superfície de colagem (figura 19). Nos subgrupos H2 e L2, a 
ponteira chega próxima ao dente (figura 20). 
As intensidades de luz dos aparelhos fotopolimerizadores foram testadas 
periodicamente (a cada 15 fotopolimerizações) com radiômetro digital da marca 
Ecel, modelo RD-7, e se mostraram sempre na faixa recomentada pelo fabricante 
(figura 21). 
 
 
A B C
 
Figura 18: A) Peso  utilizado para padronizar força de colagem de 300gf de massa. B) Peso 
em posição apoiado com suporte de encaixe de perfeito encaixe, de forma que a direção da força 
fosse sempre perpendicular à superfície vestibular. C) Remoção do excesso de resina com auxílio de 
sonda exploradora no 5. 
	
   38	
  
A B
 
Figura 19: Forma de incidência da fonte luminosa nos subgrupos H1 e L1. A e B representam 
as incidências mesial e distal. 
 
 
 
Figura 20: Forma de incidência da fonte luminosa nos subgrupos H2 e L2. 
 
 
A B
 
Figura 21: Radiômetro digital da marca Ecel, modelo RD-7 sendo testado. A) 
Fotopolimerizador de fonte de luz Halógena. B) Fotopolimerizador de fonte LED. 
 
 
Após a colagem, os dentes foram montados em corpos de prova, com o 
auxílio de um dispositivo guia, confeccionado em aço inoxidável com um orifício de 
	
   39	
  
dimensão 0,021” x 0,025”, onde o fio de aço retangular 0,021” x 0,025” foi 
encaixado, o qual foi devidamente inserido no slot dos bráquetes e preso por uma 
ligadura elastomérica (figura 22). Este dispositivo permitiu que os dentes fossem 
posicionados nos corpos de prova de maneira que a superfície de colagem ficasse  
paralela à lâmina de ação da máquina de ensaio. Os tubos de PVC possuíam 25mm 
de diâmetro e 26mm de altura, de modo que a raiz dentária ficava centralizada no 
interior destes tubos, que foram preenchidos com resina acrílica autopolimerizável 
até que toda a raiz ficasse encoberta. Os corpos de prova foram, então, mantidos 
em água destilada à temperatura ambiente, por 24 horas, até a realização dos 
ensaios de cisalhamento. 
 
 
Figura 22: Dispositivo guia para realização da inclusão dos dentes nos tubos de PVC. 
 
 
O teste de resistência ao cisalhamento foi realizado em máquina universal de 
ensaio da marca EMIC – modelo DL 10000 (figura 23), utilizando-se uma célula de 
carga de 50kgf Trd 21 e o programa Tesc versão 3.04 do Instituto Militar de 
Engenharia do Rio de Janeiro – LEM DE/4. Os corpos de prova foram colocados na 
base da máquina em uma posição na qual a lâmina incidisse paralela à superfície de 
colagem, na velocidade de 2,0mm/min, pré configurada pelo operador da máquina 
(figura 24). A força foi aumentada gradativamente até o completo deslocamento do 
bráquete (Força máxima = Força de ruptura). 
 
	
   40	
  
! 
Figura 23: Máquina universal de ensaio da marca EMIC – modelo DL 10000. 
 
 
Figura 24: Ensaio de resistência ao cisalhamento. Força no momento da ruptura corresponde 
à força máxima. 
 
 
Após a realização dos ensaios mecânicos foi determinado o IRA de cada 
corpo de prova (figura 25), com a utilização do Estereomicroscópio do tipo Stemi 
2000 – C do fabricante Zeiss (figura 12), no departamento de Física Moderna do 
Instituto de Ciências Exatas da UFJF. Os índices do IRA foram classificados em 4 
escores (ÅRTUN e BERGLAND,1984), conforme quadro 1 (página 19). 
 
 
	
   41	
  
 
Figura 25: Corpo de prova após ensaio de resistência ao cisalhamento. Presença de adesivo 
remanescente no esmalte destacado pela seta amarela. 
 
A análise estatística foi realizada com o objetivo de avaliar e comparar a 
eficiência da nova ponteira com a já existente. Foi determinado que a amostra 
apresentou distribuição normal, sendo portanto utilizado teste paramétrico. 
Para a avaliação da resistência ao cisalhamento, foi realizado estatística 
descritiva com os valores das tensões em megapascal para cada subgrupo e então, 
realização do teste t-Student para comparação entre subgrupos (H1 e H2; L1 e L2). 
Foi adotado nível de significância de p = 0,05. 
Também foi determinado a estatística descritiva para os índices do IRA e 
aplicação do teste não paramétrico Kruskal-Wallis entre os subgrupos (H1 e H2; L1 
e L2). Foi adotado nível de significância de p = 0,05. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
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   49	
  
ANEXOS 
ANEXO A – PARECER DA CEEA 
 
	
   50	
  
ANEXO B – DEPÓSITO DO PEDIDO DE PATENTE 
 
 
	
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ANEXO C – E-MAIL DE APROVAÇÃO DO ARTIGO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
   54	
  
ANEXO D – ARTIGO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
	
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