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UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO
CURSO DE MESTRADO EM ORTODONTIA
ANÁLISE IN VITRO DA CORROSÃO DE BRAQUETES
REVESTIDOS POR NITRETO DE TITÂNIO
EDUARDO BEATON LENZA
Dissertação apresentada à Universidade
Cidade de São Paulo, como parte dos
requisitos para concorrer ao título de
Mestre em Ortodontia.
São Paulo
2006
UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO
CURSO DE MESTRADO EM ORTODONTIA
ANÁLISE IN VITRO DA CORROSÃO DE BRAQUETES
REVESTIDOS POR NITRETO DE TITÂNIO
EDUARDO BEATON LENZA
Dissertação apresentada à Universidade
Cidade de São Paulo, como parte dos
requisitos para concorrer ao título de
Mestre em Ortodontia.
Orientadora: Profa. Dra. Rívea Inês Ferreira
São Paulo
2006
Ficha Elaborada pela Biblioteca Prof. Lúcio de Souza . UNICID
L575a Lenza, Eduardo Beaton.
Análise in vitro da corrosão de braquetes revestidos
por nitreto de titânio. / Eduardo Beaton Lenza. --- São
Paulo, 2006.
74 p.; anexos.
Bibliografia
Dissertação (Mestrado) – Universidade Cidade de
a
São Paulo - Orientadora: Prof . Dra. Rívea Inês
Ferreira.
1. Ortodontia. 2. Braquetes ortodônticos. I. Ferreira,
Rívea Inês.II. Título.
BLACK. D41
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE
TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA
FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE E COMUNICADA
AO AUTOR A REFERÊNCIA DA CITAÇÃO.
São Paulo, ____ / ____/ _____
Assinatura: _____________________________
e-mail: eduardo@lenza.com.br
FOLHA DE APROVAÇÃO
Lenza, E.B. Análise in vitro da corrosão de braquetes revestidos por nitreto de titânio
[Dissertação de Mestrado]. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo; 2006.
São Paulo, 21/02/2006.
Banca Examinadora
1) Prof (a). Dr (a):
Julgamento: ......................................... Assinatura: .......................................
2) Prof (a). Dr (a): .....................................................................................................
Julgamento: ......................................... Assinatura: .......................................
3) Prof (a). Dr (a): .....................................................................................................
Julgamento: ......................................... Assinatura: .......................................
Resultado: .........................................................................................................
Dedicatória
Ao meu pai Marcos Augusto Lenza, que neste trabalho me ajudou
não como Ortodontista ou Professor e sim no seu mais importante papel,
como pai.
A minha mãe Maureen Ann Lenza, que apesar da distância, em momento
algum
me deixou abaixar a cabeça e sempre me mostrou que eu era capaz.
Ao meu filho Marcos Morais Beaton Lenza, a razão da minha vida, que faz
com
que eu sempre busque aprender mais, para lhe dar o melhor de mim.
Eu te amo filho...
A minha irmã Adriana Beaton Lenza, exemplo de paciência e dedicação,
e ao meu irmão André Beaton Lenza, pela força e amizade.
Aos meus avós
Donald Francis Beaton (in memoriam) e Margareth Lou Beaton
Dimas de Paiva Lenza e Ivonete Marcos Lenza
Obrigado.
A todas pessoas que amo e que conquistaram esta etapa junto comigo.
Agradecimentos Especiais
A Mariana Zuza Roriz de Morais, por nosso eterno laço, carinho e
amizade...e a toda sua familia Marcos, Fátima, Talitha e Aline, pessoas
maravilhosas que considero minha família também.
A Profa. Dra. Rívea Inês Ferreira, minha orientadora, que
dedicou seu tempo, conhecimento e sua amizade para realização deste
trabalho.
Ao Prof. Dr. Flávio Vellini Ferreira, coordenador do Curso de
Mestrado em Ortodontia da UNICID, pela oportunidade que me foi dada de
aprender com pessoas tão dedicadas.
Ao Prof. Dr. Flávio Augusto Cotrim Ferreira pela amizade e
considerações durante esses anos de convívio.
Ao Prof. Dr. Gersinei Carlos de Freitas, diretor do Curso de
Odontologia da Universidade Federal de Goiás, pelas suas contribuições
em relação a este trabalho.
Agradecimentos
A todos professores que de uma forma ou de outra contribuíram
para o meu crescimento como pessoa e profissional: Prof. Dr. Helio Scavone
Jr., Prof. Dr. Paulo Eduardo Guedes de Carvalho, Profa. Dra. Daniela
Gamba Garib, Profa. Dra. Ana Carla Raphaelli Nahás, Profa. Dra. Karyna
Martins Valle-Corotti.
A Dra. Marília Teixeira Costa e Dra. Rosineide Amorim Santos
Brito, por suas contribuições e orientações para este trabalho.
Ao Dr. Maurício Guilherme Lenza e Cláudio Diniz Cardoso, pela
ajuda na formatação final.
Aos colegas do curso de Mestrado: Alessandra Mota, Carla Ito,
Francisco Grieco, Guilherme Paiva, Luis Fisher, Maíra Ferreira, Marcelo
Calvo, Maria Isabel Barriga, Marisa Junqueira, Stella Angélica de Souza
Gouveia e Viviane Sato.
Ao colega Marcelo Sahad pela amizade, hospitalidade, conselhos e
apoio.
As funcionárias Arlinda e Suzi por nos auxiliar e facilitar nosso
trabalho.
Lenza, E.B. Análise in vitro da corrosão de braquetes revestidos por nitreto de titânio
[Dissertação de Mestrado]. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo; 2006.
RESUMO
As ligas metálicas utilizadas na confecção dos aparelhos ortodônticos, expostas ao
meio bucal, estão sujeitas a alterações químicas, mecânicas e físicas, que poderiam
resultar em um processo de corrosão. Os íons metálicos liberados deste processo
podem induzir efeitos adversos no organismo, ocasionando reações de
hipersensibilidade e citotoxicidade. Com o intuito de diminuir, ou mesmo eliminar, o
processo de corrosão, surgiram no mercado, braquetes revestidos por uma fina
película de nitreto de titânio. O objetivo do presente estudo foi comparar in vitro, o
processo de corrosão de três tipos de braquetes: aço inoxidável, aço manganês e
aço manganês revestido por nitreto de titânio da marca comercial Morelli®, imersos
em saliva artificial por períodos de 42, 63 e 84 dias. Após estes períodos, os extratos
de saliva foram removidos e submetidos à espectrofotometria por absorção atômica
(EAA), para determinar e quantificar os íons metálicos liberados. Alterações
superficiais dos braquetes foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura
(MEV). Os resultados deste estudo demonstraram que, indiferentemente da
composição dos braquetes, todos sofreram corrosão após 84 dias de imersão em
saliva artificial. Entretanto, os braquetes de aço inoxidável apresentaram mais
alterações superficiais indicativas de áreas de corrosão do que os demais braquetes.
A maior concentração de íon níquel foi detectada nos extratos dos braquetes de aço
inoxidável(3,60g/mL) após os 84 dias de imersão em saliva artificial. Desse modo,
concluiu-se que, braquetes de aço manganês com ou sem revestimento de nitreto de
titânio se mostraram menos susceptíveis à corrosão do que os braquetes de aço
inoxidável.
Palavras-chave: corrosão - braquetes - nitreto de titânio
Lenza, E.B. In vitro analysis of corrosion from titanium nitrate coated brackets
[Dissertação de Mestrado]. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo; 2006.
ABSTRACT
The metallic alloys used in the manufacture of orthodontic appliances when exposed
to the oral environment are subjected to chemical, mechanical and physical
alterations, which could lead to a corrosion process. The metallic ions released from
this process may induce adverse effects in the organism leading to hypersensitivity
and cytotoxicity reactions. With the purpose of decreasing or even eliminate the
corrosion process, brackets coated with a thin layer of titanium nitride are being
commercialized. The aim of this study was to compare the in vitro corrosion process
of three types of brackets: stainless steel, manganese steel and manganese steel
coated with titanium nitride from the commercial brand Morelli®, immersed in artificial
saliva for 42, 63 and 84 days. After these time periods, the saliva extracts were
removed and submitted to atomic absorption spectrophotometry to determine and
quantify the metallic ions released. Surface alterations on the brackets were
evaluated by scanning electron microscopy (SEM). The results of this study
demonstrate that, in spite of the bracket alloy composition, all had undergone
corrosion after 84-day period of immersion in artificial saliva. However, the stainless
steel brackets presented more surface alterations indicative of corrosion sites than
the other brackets. The greatest nickel ion concentration was detected in the
stainless steel(3,60g/mL) bracket extracts after 84-day period of immersion in
artificial saliva. Manganese steel brackets with or without titanium nitride coating
showed to be less prone to corrosion than stainless steel brackets.
Keywords: corrosion - brackets - titanium nitride
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 - Esquema demonstrando que a corrosão corresponde ao inverso
dos processos metalúrgicos. Adaptado de “conceito de corrosão”
www.abraco.org.br/corrosão.............................................................. 9
Figura 4.1 - Tubos vacutainers contendo braquetes de aço inoxidável, aço
manganês e revestidos por nitreto de titânio, imersos em saliva
artificial. ............................................................................................. 28
Figura 5.1 - Aleta do braquete de aço inoxidável após um período de imersão
de 42 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de 500x). ............. 32
Figura 5.2 - Aleta do braquete de aço inoxidável após um período de imersão
de 63 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de 500x). ............. 33
Figura 5.3 - Aleta do braquete de aço inoxidável após um período de imersão
de 84 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de 500x). ............. 33
Figura 5.4 - Aleta do braquete de aço manganês após um período de imersão
de 42 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de 500x). ............. 34
Figura 5.5 - Aleta do braquete de aço manganês após um período de imersão
de 63 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de 500x). ............. 34
Figura 5.6 - Aleta do braquete de aço manganês após um período de imersão
de 84 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de 500x). ............. 35
Figura 5.7 - Aleta do braquete revestido por nitreto de titânio após um período
de imersão de 42 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de
500x).................................................................................................. 35
Figura 5.8 - Aleta do braquete revestido por nitreto de titânio após um período
de imersão de 63 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de
500x).................................................................................................. 36
Figura 5.9 - Aleta do braquete revestido por nitreto de titânio após um período
de imersão de 84 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de
500x).................................................................................................. 36
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 5.1 - Liberação de íons níquel dos braquetes de aço inoxidável após
42, 63 e 84 dias de imersão em saliva artificial............................... 38
Gráfico 5.2 - Liberação de íons níquel dos braquetes de aço maganês após
42, 63 e 84 dias de imersão em saliva artificial............................... 39
Gráfico 5.3 - Liberação de íons níquel dos braquetes revestidos por nitreto de
titânio após 42, 63 e 84 dias de imersão em saliva artificial. .......... 40
Gráfico 5.4 - Liberação de íons manganês dos braquetes de aço inoxidável
após 42, 63 e 84 dias de imersão em saliva artificial. ..................... 41
Gráfico 5.5 - Liberação de íons manganês dos braquetes de aço manganês
após 42, 63 e 84 dias de imersão em saliva artificial. ..................... 42
Gráfico 5.6 - Liberação de íons manganês dos braquetes revestidos por nitreto
de titânio após 42, 63 e 84 dias de imersão em saliva artificial. ..... 43
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 1
2 REVISÃO DE LITERATURA .......................................................................... 4
2.1 Composição química e estrutura cristalográfica dos acessórios
ortodônticos de aço inoxidável. .......................................................... 5
2.2 A corrosão dos metais ......................................................................... 8
2.3 Biocompatibilidade dos metais em Ortodontia .................................. 11
2.4 Estudos com ligas metálicas alternativas .......................................... 19
2.4.1 Aço manganês ............................................................................. 19
2.4.2 Nitreto de titânio ........................................................................... 20
3 PROPOSIÇÃO ................................................................................................ 23
4 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................... 25
4.1 Preparo das amostras .......................................................................... 26
4.2 Exame das superfícies dos braquetes sob microscopia eletrônica
de varredura .......................................................................................... 29
4.3 Análise dos produtos de corrosão dos conjuntos de braquetes
por espectrofotometria de absorção atômica .................................... 29
4.4 Análises estatísticas ............................................................................. 30
5 RESULTADOS ............................................................................................... 31
5.1 Análise por Microscopia Eletrônica de Varredura ............................. 32
5.2 Análise por Espectrofotometria de Absorção Atômica ..................... 37
6 DISCUSSÃO ................................................................................................... 46
7 CONCLUSÕES ............................................................................................... 55
REFERÊNCIAS .................................................................................................... 57
ANEXO ................................................................................................................ 61
1 INTRODUÇÃO
2
1 INTRODUÇÃO
Os aparelhos ortodônticos utilizados para correção das más oclusões são
basicamente constituídos por bandas, braquetes e fios. Estes elementos, em sua
grande maioria, são confeccionados por ligas de aço inoxidável, cuja composição é
de 18% de cromo e 8% de níquel (PROFFIT, 2000). Entretanto, a quantidade de
níquel na composição total de uma liga pode variar chegando a 55%, como nas ligas
de níquel-titânio, o que contribui para melhorar as propriedades de dureza,
expansão e resistência à corrosão.
Na produção do aço inoxidável, quanto mais cromo, níquel e molibdênio e
menos sulfatos e carbono forem incorporados à liga, melhor a resistência à corrosão
no produto final. Porém, a biosegurança dessas ligas tem sido questionada e
arduamente estudada. As características microbiológicas e enzimáticas da cavidade
bucal constituem um ambiente favorável à corrosão e oxidação dos metais, com a
liberação de íons metálicos das ligas ortodônticas para formarem compostos mais
estáveis como cloretos, óxidos e sulfetos. Este é um processo natural dos metais
que tendem a reverter para sua forma mais estável (LENZA et al., 1997). Os íons
liberados, principalmente o níquel e o cromo, podem induzir a reação de
hipersensibilidade na mucosa bucal. Níquel é considerado o metal responsável por
mais casos de hipersensibilidade que todos os outros metais juntos. Peltonen, em
1979, relatou que as mulheres são 10 vezes mais sensíveis ao níquel do que os
homens. Kusy, em 2004, citou que 11% de todas as mulheres são alérgicas ao
níquel.
Atualmente, os braquetes de aço inoxidável ainda são a principal opção na
Introdução 3
prática clínica da Ortodontia. Preocupados com as reações de hipersensibilidade a
metais, particularmente ao níquel, os fabricantes de material ortodôntico estão em
busca de alternativas mais seguras para os pacientes. Como resultado, já se
encontram disponíveis, braquetes manufaturados com porcelana, com resinas
compostas, com ligas de baixo teor de níquel ou revestidos por uma fina película
protetora de nitreto de titânio.
As principais vantagens dos braquetes revestidos por nitreto de titânio seriam
sua dureza e resistência à corrosão (KAO et al., 2002). Por outro lado, a coloração
dourada, para alguns pacientes, surge como a grande inconveniência destes
braquetes. Tendo em vista a escassez de trabalhos que avaliam as propriedades
físicas desses acessórios ortodônticos, esta pesquisa teve como finalidade analisar
os produtos de corrosão de braquetes revestidos por nitreto de titânio quando
comparados aos braquetes manufaturados com aço inoxidável tradicional e aço
manganês, com baixo teor de níquel.
2 REVISÃO DE LITERATURA
5
2 REVISÃO DE LITERATURA
Os materiais ortodônticos usados atualmente, como fios, braquetes e bandas
contêm níquel em concentrações variadas: 8% nos fios de aço inoxidável
tradicionais até 55% presentes na nova geração de fios de níquel-titânio. O níquel
produz mais casos de dermatite alérgica de contato do que todos os outros metais
juntos. A possibilidade de uma liga metálica induzir um processo de
hipersensibilidade está relacionada ao seu padrão e poder de corrosão. Por outro
lado, este poder de corrosão está relacionado à sua composição, rugosidade
superficial e condições térmicas, químicas e microbiológicas do meio ambiente. Na
boca, fatores como temperatura, quantidade e qualidade da saliva, placa, pH,
proteínas, propriedades químicas e físicas dos alimentos e líquidos, além das
condições de saúde geral e oral do indivíduo, podem influenciar o poder de corrosão
da liga metálica do braquete. O manuseio clínico prolongado de fios nas canaletas
dos braquetes ortodônticos também tende a contribuir para a diminuição da
resistência à corrosão destes metais. (BERGMAN,1986)
2.1 Composição química e estrutura cristalográfica dos acessórios
ortodônticos de aço inoxidável.
Os aços inoxidáveis são ligas maleáveis cujo principal componente é o ferro
que está ligado a outros elementos químicos, tais como carbono, cromo, níquel,
molibdênio, manganês e silício entre outros, com o objetivo de atingir propriedades
especiais. As propriedades do aço inoxidável dependem fortemente da sua estrutura
cristalográfica, que por sua vez é determinada pela sua composição química e pelo
seu processamento (GENTIL, 1994; CHIAVERINI, 1996). A melhoria de suas
Revisão de literatura 6
propriedades mecânicas e o aumento da resistência do aço inoxidável à corrosão
resultou da incorporação de uma quantidade relativamente alta de cromo numa
formulação típica de 18% cromo e 8% níquel. Por esse motivo, os aços inoxidáveis
para uso ortodôntico são comumente designados de aço 18-8. O níquel, entretanto,
tem o inconveniente de não se unir fortemente para formar um composto
intermetálico o que, in vivo, pode desencadear uma maior liberação destes íons da
superfície metálica, podendo comprometer a biocompatibilidade destas ligas
(ELIADES; ATHANASIOU, 2002).
O aço inoxidável, porém, é passível de perder sua capacidade não-corrosiva
proporcional ao aumento na quantidade de carbono em sua composição. O carbono
pode diminuir ligeiramente a corrosão do aço inoxidável quando dissolvido, mas
pode ocasionar sua completa desintegração quando precipitado em forma de
carbonetos (GENTIL,1994).
Os aços inoxidáveis podem ser classificados em relação à composição ou à
estrutura cristalográfica específica que apresentam à temperatura ambiente Esta
classificação é feita de acordo com o sistema do Instituto Americano de Ferro e Aço.
(AISI - American Iron and Steel Institute). (GENTIL, 1994).
Conforme a estrutura cristalográfica, os aços inoxidáveis são classificados em:
Austeníticos (série 200 e 300 da AISI)
Ferríticos (série 400 da AISI)
Ferríticos-austeníticos
Martensíticos (série 400 da AISI)
Revisão de literatura 7
Os aços inoxidáveis diferem não somente quanto à composição química, mas
também pelo tratamento a que são submetidos durante a fabricação, o que
determina as diferenças em sua estrutura cristalográfica. Os austeníticos são aços
cromo-níquel e contêm tipicamente 18% de cromo, 8% de níquel e baixo teor de
carbono. Atualmente, respondem por cerca de 70% do total de aços inoxidáveis
produzidos em todo o mundo, principalmente em função de características como:
excelente resistência à corrosão, alta resistência mecânica, boa soldabilidade, boa
conformabilidade, facilidade de limpeza e durabilidade. São os mais usados para
fabricação dos acessórios ortodônticos. Os aços inoxidáveis austeníticos geralmente
possuem uma maior resistência à corrosão quando comparados a outros aços de
diferentes estruturas cristalográficas. (GENTIL, 1994).
Em alguns tipos de aço, o manganês é utilizado como substituto ao níquel,
atuando intersticialmente e solubilizando o nitrogênio. No entanto, quando utilizado
em alta concentração, é capaz de aumentar a suscetibilidade de corrosão da liga
(ELIADES; ATHANASIOU, 2002). Esses tipos de aço estão sendo cada vez mais
utilizados devido ao crescente registro de casos em que o níquel aparece como
elemento indutor de reações de hipersensibilidade (OSSA, 2003).
Os aços inoxidáveis ferríticos são ligas de ferro e cromo, contendo geralmente
de 12 a 17% de cromo. Sua estrutura será ferrítica, qualquer que seja a velocidade
de resfriamento. São aços intemperáveis e sua dureza só pode ser aumentada por
meio do trabalho mecânico a frio. Apresentam boa resistência à corrosão em meios
menos agressivos, boa ductilidade e razoável soldabilidade. Os aços inoxidáveis
austenítico-ferríticos são constituídos de um balanço de microestruturas austenítica-
ferríticas e denominados aços inoxidáveis duplex devido à presença desta dupla
Revisão de literatura 8
estrutura. Os aços inoxidáveis martensíticos também são ligas ferro-cromo,
contendo de 11 a 18% de cromo. São aços temperáveis, podendo conter diferentes
teores de carbono. Quanto menor o teor de carbono, mais deformável será o aço.
Uma característica deste aço é o poder de atingir altas durezas (1379 MPa) pelo
tratamento térmico, entretanto, não são utilizados comumente.
2.2 A corrosão dos metais
A corrosão de um metal decorre de sua instabilidade, o que causa a liberação
de íons metálicos para o meio até que haja um equilíbrio ou algo impeça essa
liberação iônica (KIM; JOHNSON, 1999). Os processos de corrosão são
considerados reações eletroquímicas que ocorrem geralmente na interface metal-
meio corrosivo. A corrosão acontece quando materiais constituídos de metal puro ou
de ligas metálicas passam por uma alteração química até chegarem a um estado
ionizado (BEECH; GAYLARDE, 1999). Os processos de corrosão são reações de
oxidação onde o metal age como redutor, cedendo elétrons para o meio corrosivo. É
um modo de destruição do metal, progredindo através da superfície (GENTIL,1994;
ELIADES e ATHANASIOU, 2002).
A corrosão é um processo natural resultado da tendência dos metais se
reverterem para a sua forma mais estável (ABRACO, 2005). Durante o processo de
extração e/ou refino, o minério recebe quantidades de energia para que seja
extraído o metal nele contido. É esta mesma energia que permite o aparecimento de
forças capazes de reverter o metal à sua forma primitiva de minério (Figura 2.1).
Revisão de literatura 9
Figura 2.1 - Esquema demonstrando que a corrosão corres-
ponde ao inverso dos processos metalúrgicos. Adaptado de
“conceito de corrosão” www.abraco.org.br/corrosão
As formas de corrosão podem ser caracterizadas considerando-se a
aparência ou modo de ataque e suas diferentes causas ou mecanismos. Quanto à
morfologia, a corrosão pode ser uniforme, por placas, alveolar, puntiforme (ou por
pite), intergranular (ou intercristalina), intragranular (ou transgranular ou
transcristalina), filiforme e por esfoliação. Quanto às causas ou mecanismos
envolvidos no processo, a corrosão pode ser eletrolítica, galvânica, por tensão, por
fadiga, induzida por microorganismos, atrito ou associada à erosão.
De acordo com Matasa (1995) e Eliades e Athanasiou (2002), as formas de
corrosão mais comumente observadas nos aparelhos ortodônticos são:
1) CORROSÃO UNIFORME
É o tipo mais comum de corrosão. Ocorre em todos os metais e se processa em
toda a extensão da superfície, com perda uniforme de espessura e podendo não
ser detectada até que grandes quantidades do metal sejam perdidas. O processo
se inicia a partir da interação dos metais com o meio ambiente e a subseqüente
formação de hidróxidos ou compostos organo-metálicos.
Revisão de literatura 10
2) CORROSÃO PUNTIFORME OU POR PITE
Corrosão por pontos ou em pequenas áreas localizadas na superfície metálica,
produzindo pites, ou seja, cavidades com a profundidade igual à largura.
3) CORROSÃO POR PLACAS
Corrosão localizada em regiões da superfície metálica e não em toda a extensão,
formando placas como escavações. É comum em metais que formam película,
inicialmente protetora, mas que, ao se tornarem espessas, fraturam e perdem
aderência, expondo o metal a novo ataque.
4) CORROSÃO POR FISSURAS (“Crevice”)
Corrosão na superfície metálica que produz sulcos ou fissuras, apresentando
fundo arredondado e profundidade maior que o diâmetro. Esse tipo de corrosão
se dá em locais expostos, geralmente na superfície de contato entre uma parte
não metálica e o metal. Surge da diferença entre os íons metálicos ou a
concentração de oxigênio entre a fissura e suas estruturas vizinhas.
5) BIOCORROSÃO
Os processos de biocorrosão nas superfícies dos metais estão associados a
microorganismos ou aos produtos de suas reações metabólicas, como enzimas,
ácidos orgânicos e inorgânicos, amônia e sulfato de hidrogênio, dessa forma,
alterando as reações eletroquímicas na interface biofilme e metal (ELIADES;
ATHANASIOU, 2002; HAMULA; HAMULA; SERNETZ, 1996).
Revisão de literatura 11
6) CORROSÃO GALVÂNICA
Quando diferentes metais ou uma mesma liga é submetida a diversos
tratamentos, ocorre um processo combinado de oxidação e redução. O metal
menos nobre é oxidado e se torna ânodo, à medida que alguns átomos liberam
elétrons cujos íons se dissolvem, tornando-se solúveis. O metal mais nobre se
torna catódico e mais resistente à corrosão em relação ao metal menos nobre. A
formação de uma corrosão galvânica é simples quando metais diferentes estão
envolvidos, porém esse tipo de corrosão pode ainda ocorrer, como mencionado
anteriormente, em apenas um tipo de metal. Os átomos da superfície se
dissolvem mais rapidamente do que os mais internos. Impurezas em superfícies
ásperas ou irregulares podem também alterar a corrosão do metal (BEECH;
GAYLARDE, 1999).
2.3 Biocompatibilidade dos metais em Ortodontia
O grau de corrosão depende do tipo da liga utilizada, da quantidade de liga
exposta, da técnica de fabricação e dos procedimentos de polimento e manipulação,
enquanto que a resistência a este processo se deve às propriedades do elemento
químico cromo, um metal básico altamente reativo. Essa resistência à corrosão
depende de uma camada passivadora que se forma espontaneamente, sendo o
oxigênio necessário para formá-la e mantê-la. A acidez e os íons cloro são danosos
para a manutenção dessa camada. O aço inoxidável é caracterizado por um
comportamento passivo-ativo, dependendo das condições ambientais em que a
camada protetora de óxido de cromo (Cr2O3) pode ser eliminada (forma ativa) ou
Revisão de literatura 12
regenerada (forma passiva) (BEECH; GAYLARDE, 1999; ELIADES; ATHANASIOU,
2002).
Embora os produtos da corrosão do aço inoxidável sejam insignificantes
quando comparados à ingestão diária dos íons metálicos na alimentação, é provável
que sejam capazes de contribuir para reações alérgicas e citotóxicas, devido a uma
variação individual em relação à tolerância e ingestão diária, em torno de 350 µg/dia
(JIA et al., 1999; KOCADERELI et al., 2000; AGAOGLU, 2001; KAO et al., 2001;
HWANG; SHIN; CHA, 2001).
O íon níquel produz mais casos de hipersensibilidade do que todos os outros
metais juntos. O processo pelo qual o níquel pode induzir uma reação de
hipersensibilidade é dividido em duas fases distintas, mas correlacionadas: a fase de
sensibilização, que é o período compreendido entre o contato inicial com o alérgeno
até o reconhecimento e resposta pelo organismo e a fase de indução, que é o
período compreendido entre a nova exposição ao alérgeno até o surgimento da
manifestação clínica (MENNE; CHRISTOPHERSEN; GREEN, 1989; MOFFA, 1994).
Todo o processo de sensibilização requer de 3 a 21 dias para ocorrer, enquanto que
o desenvolvimento completo da fase de indução requer somente de 24 a 48 horas
(MOFFA; BECK; HOKE, 1977).
O níquel, por ser de baixo peso molecular, é incapaz de estimular uma
resposta imune sem antes se ligar a uma proteína. Portanto, para que o níquel
possa induzir uma resposta imunológica, este íon metálico deve ser liberado dos
metais, principalmente pela corrosão, e se unir às proteínas. O processo de corrosão
a que os dispositivos ortodônticos são submetidos na cavidade oral é de extrema
importância para a compreensão da biocompatibilidade destes metais. Titânio ou
Revisão de literatura 13
nitreto de titânio são revestimentos que foram adicionados às ligas metálicas como
elemento passivo de modo a aumentar a resistência à corrosão. Entretanto, caso
esse revestimento tenha qualquer irregularidade em sua superfície, haverá a
formação de uma corrente galvânica que reduzirá a resistência à corrosão.
Vários estudos foram realizados com o objetivo de verificar a quantidade de
íons liberados das ligas metálicas comumente utilizadas em Ortodontia. Park e
Shearer, em 1983, estudando a quantidade de níquel e cromo liberados de
aparelhos ortodônticos simulados, utilizaram como meio de imersão 100mL de
solução de cloreto de sódio a 0,05% em diferentes tempos (3, 6, 9 e 12 dias), a
37oC. Esses aparelhos simulados, representando um quadrante do arco inferior,
consistiam de bandas para os primeiros e segundos molares e pré-molares,
braquetes para o canino e os incisivos. O fio de aço inoxidável foi fixado aos
braquetes e bandas por unidades elastoméricas. A quantidade de níquel e cromo
liberados na solução de cloreto de sódio foi analisada por espectrofotometria de
absorção atômica.
Os autores observaram sinais iniciais de corrosão na maioria das amostras, a
partir do terceiro dia de imersão. O exame macroscópico dos aparelhos revelou que
a corrosão ocorreu nos locais de solda das bandas e, uma vez iniciada, teve
progressão severa. Não encontraram evidências macroscópicas de corrosão nos
braquetes. A maior parte do níquel liberado permaneceu na solução, caracterizando-
se como um componente na forma solúvel, enquanto que grande quantidade do
cromo estava presente no precipitado formado durante a corrosão, caracterizando-
se como forma insolúvel. A média total de liberação acumulada após os 12 dias de
imersão foi de 125µg de níquel e 112µg de cromo. A média diária de liberação
Revisão de literatura 14
calculada para um aparelho completo (quatro quadrantes) foi de 40µg de níquel e
36µg de cromo. Os autores concluíram que esses teores estão abaixo da quantidade
diária ingerida, considerada não tóxica e que não seria de significância clínica para a
maioria dos pacientes; entretanto, alertaram para a possibilidade de que pequenas
quantidades podem causar uma reação de hipersensibilidade local na mucosa bucal.
Maijer e Smith, em 1986, avaliaram as características da corrosão em
diferentes marcas comerciais de braquetes imersos em saliva artificial. Estes
examinaram a superfície dos braquetes, através de microscopia, por seis períodos
diferentes (1,3,7,42,84 e 144 dias). A saliva utilizada era trocada a cada semana Os
pesquisadores verificaram que a maioria dos braquetes desenvolveu alguma forma
de corrosão após 56 dias de imersão em saliva artificial, com manchas marrons na
base, geralmente iniciando a partir das bordas.
Grimsdóttir, Hensten-Pettersen e Kullmann, em 1992, avaliaram diferentes
tipos de ligas utilizadas em Ortodontia quanto à liberação de níquel e cromo. As
amostras consistiam de cinco diferentes marcas comerciais de arcos extrabucais,
cinco bandas de molar, cinco braquetes e cinco fios ortodônticos que foram imersos
em solução de cloreto de sódio a 0,9%, por 7 e 14 dias, a 23 oC. A maioria dos
componentes era confeccionada em aço inoxidável, porém algumas marcas de
bandas chegavam a conter de 71 a 74% de níquel. As amostras foram examinadas
ao microscópio eletrônico de varredura e, posteriormente, foi realizada a análise dos
elementos por meio de difração de raios X. Os resultados da análise da composição
dos aparelhos ortodônticos demonstraram que a maior quantidade de níquel e de
cromo foi liberada dos arcos extrabucais e a menor quantidade destes íons foi
liberada pelos fios. Os autores concluíram que a liberação do níquel parece estar
Revisão de literatura 15
relacionada tanto à composição quanto ao método de fabricação dos componentes
ortodônticos, mas a liberação não foi proporcional ao conteúdo de níquel e cromo na
liga.
Barrett, Bishara e Quinn, em 1993, verificaram a quantidade de níquel e
cromo liberados devido à corrosão das ligas de aço inoxidável comumente utilizadas
na fabricação de braquetes e bandas ortodônticas, além de avaliarem a liberação
destes íons em fios de aço e níquel-titânio. Dez amostras idênticas de bandas,
braquetes e fios ortodônticos, metade utilizando fio de aço e metade com níquel-
titânio, simulando um aparelho completo superior, foram usadas nesse estudo. Os
aparelhos foram imersos em saliva artificial a uma temperatura de 37ºC e avaliados
após 1, 7, 14, 21 e 28 dias. Os resultados demonstraram que o pico da liberação de
níquel ocorreu em aproximadamente 1 semana, após o qual houve uma diminuição
com o tempo. A maior liberação de cromo ocorreu nas duas primeiras semanas e
permaneceu constante após este período. As liberações de níquel e cromo não
foram significativamente diferentes em relação aos dois tipos de fios – aço inoxidável
e níquel-titânio. Entretanto, a liberação de níquel foi 37 vezes maior que a de cromo.
A liberação de cromo foi de 0,7µg/dia. A liberação de níquel foi em média de
13,05µg/dia. Caso utilizado este parâmetro para as duas arcadas, a liberação
totalizaria 26,1µg/dia, o que corresponderia a menos de 10% do que é ingerido
diariamente (WORLD HEALTH ORGANIZATION, 2001).
Kerosuo, Moe e Hensten-Pettersen, em 1997, avaliaram a quantidade de
níquel e cromo na saliva de pacientes com diferentes tipos de aparelhos
ortodônticos fixos. Quarenta e sete indivíduos participaram desse estudo, sendo 19
do gênero masculino e 28 do gênero feminino. As amostras de saliva foram
Revisão de literatura 16
coletadas antes, 1 a 2 dias após, aproximadamente 1 semana após e 1 mês após a
instalação dos aparelhos. Foram coletados, em média, 10ml de saliva em cada
período. A saliva foi armazenada a -20ºC e posteriormente processada. Após serem
centrifugadas, as amostras foram analisadas por espectrofotometria de absorção
atômica. Uma grande variação tanto na concentração de níquel como de cromo foi
observada na saliva antes da instalação dos aparelhos. A variação da concentração
de níquel foi de zero a 440ng/mL, e a de cromo foi de zero a 240ng/mL. A média das
concentrações de níquel e de cromo antes da instalação do aparelho foi de 55ng/mL
e 61ng/mL, respectivamente. Nenhuma diferença significante foi encontrada entre os
indivíduos com e sem aparelhos nas amostras de 1, 2, 7 e 30 dias, após a instalação
do aparelho. Os autores sugeriram que as concentrações de níquel e cromo na
saliva não são significantemente afetadas pela utilização de aparelho ortodôntico
fixo durante o primeiro mês de tratamento.
Kocadereli et al., em 2000, analisaram a quantidade de níquel e cromo
presentes na saliva de pacientes que estavam iniciando o tratamento ortodôntico.
Quarenta e cinco indivíduos participaram desse estudo, sendo divididos em três
grupos. Um grupo com aparelho fixo nos arcos superior e inferior, um segundo grupo
com aparelho fixo apenas nos arcos superior e um grupo controle, sem aparelho
fixo. As amostras de saliva foram coletadas antes da instalação do aparelho, 1
semana, 1 mês e 2 meses após o início do tratamento. A saliva coletada em cada
um dos quatro períodos foi de aproximadamente 10mL, e a análise destas amostras
foi realizada por meio da espectrofotometria de absorção atômica. Não houve
diferença significativa entre os pacientes com aparelho e o grupo controle, em que
pese a grande variação nas concentrações de níquel e cromo, entre os grupos e
entre os diferentes períodos de tempo. A concentração de níquel variou de 0,07 a
Revisão de literatura 17
3,32µg/mL e do cromo, de 0,29 a 8,0µg/mL, independente do grupo ou período de
observação. Da mesma forma que o estudo anterior, os autores concluíram não
haver uma diferença significante em relação à concentração de níquel e cromo
liberado após dois meses de tratamento.
Hwang, Shin e Cha, em 2001, estudaram a liberação de metais de 320
aparelhos ortodônticos simulados; após imersão em saliva artificial, em diferentes
períodos de tempo (1, 3 e 7 dias; 2, 3, 4, 8 e 12 semanas). Esses aparelhos
representavam metade de um hemi-arco superior. As amostras foram divididas em 4
grupos, conforme os diferentes fabricantes dos aparelhos, e ainda subdivididos de
acordo com o fio ortodôntico utilizado – aço inoxidável ou níquel-titânio. Após os
períodos de imersão, as quantidades de cromo, níquel, cobre e ferro liberadas na
saliva artificial foram quantificadas, utilizando-se a análise de espectrometria de
plasma atômico indutiva. Os aparelhos ortodônticos com fios de aço inoxidável
liberaram mais metais que os aparelhos com fios de níquel-titânio. O cromo e o ferro
detectados eram componentes apenas dos aparelhos que continham fios de aço
inoxidável, isto devido à corrosão galvânica ocorrida entre os tubos e os braquetes
com o fio de aço inoxidável. Ao avaliar a quantidade de níquel liberada, observaram
que esta não aumentou com o tempo de imersão e ressaltaram que foi insignificante
quando comparada ao consumo diário do níquel na dieta (WORLD HEALTH
ORGANIZATION, 2001).
Shin, Oh e Hwang em 2003 analisaram in vitro a corrosão superficial nos fios
de aço inoxidável e níquel-titânio, utilizando-se de aparelhos fixos simulados imersos
em saliva artificial, por períodos de até 3 meses. As superfícies dos fios foram
avaliadas macroscopicamente, com microscópio eletrônico de varredura e com o uso
Revisão de literatura 18
de espectrofotometria, para avaliar o produto da corrosão. Foi observada uma
corrosão uniforme nos fios de aço inoxidável e uma leve alteração de cor foi
visualizada nos fios de níquel-titânio, abaixo dos amarrilhos metálicos. Os produtos
da corrosão dos fios de aço inoxidável se tornaram mais visíveis à medida que o
tempo de imersão aumentou e as camadas de óxidos presentes na superfície se
destacavam facilmente da matriz. Corrosão por fissuras foi observada sob os
depósitos de óxidos e na interface do braquete e da banda, o que pode enfraquecer
o fio ou a solda, levando à fratura. Entretanto, nos fios de níquel-titânio nenhuma
corrosão foi detectada macroscopicamente, apenas sob microscopia eletrônica de
varredura, após 12 semanas de imersão. Os autores concluíram que os fios de
níquel-titânio foram significantemente mais estáveis e resistentes à corrosão do que
os de aço inoxidável.
Huang et al., em 2004, compararam os íons metálicos liberados pelo
processo de corrosão de braquetes novos e reciclados, após imersão em 5ml de
saliva artificial com pH 4,0 e 7,0, em tubos de polipropileno incubados a 37oC por 48
semanas. Após este período, 0,5mL da solução foi retirada e analisada por
espectrofotometria de absorção atômica (EAA), para avaliar os níveis de níquel,
cromo, cobre, cobalto, ferro e manganês liberados. Os braquetes metálicos imersos
em pH 4,0 liberaram uma quantidade maior do que as amostras em solução de pH
7,0. A liberação destes íons foi maior com o aumento do período de imersão, sendo
que o íon níquel foi o mais liberado. Essa pesquisa demonstrou que braquetes
metálicos utilizados no tratamento ortodôntico sofrem corrosão em ambiente ácido
ou neutro.
Revisão de literatura 19
2.4 Estudos com ligas metálicas alternativas
2.4.1 Aço manganês
É constante a procura de ligas metálicas alternativas que possam substituir o
aço inoxidável nos dispositivos ortodônticos atualmente utilizados na clínica diária.
Uma destas ligas alternativas é o aço manganês, conhecida como liga nickel-free,
com baixo teor de níquel em sua composição (no máximo 0,1%), preconizada para
ser utilizada em pacientes sensíveis ao níquel, de modo a garantir a menor
exposição possível a este metal.
Ao avaliar o comportamento de diversos tipos de ligas ortodônticas sob
condições severas de corrosão, Kypreos et al. (1996) observaram que a estabilidade
química da liga de aço inoxidável é muito variável, depende diretamente da sua
composição química, do tratamento durante a sua fabricação e da manipulação pelo
ortodontista. Esses autores verificaram também que a liga alternativa de aço
manganês liberava uma quantidade ínfima de íons níquel, porém,
proporcionalmente, liberavam uma quantidade de íons manganês muito mais
elevada, quando comparada às ligas de aço inoxidável tradicionais.
Tomakidi et al. (2000) verificaram que os aparelhos ortodônticos
confeccionados com liga de aço manganês eram mais resistentes à corrosão dos
que as ligas de aço inoxidável níquel-cromo. Em todos os extratos analisados, o
ferro foi o metal mais abundante, seguido pelo cromo e depois níquel. O cromo
seguiu um padrão geral de liberação decrescente durante todo período de imersão,
sendo maior nos extratos das ligas de aço inoxidável níquel-cromo. O níquel foi o íon
menos abundante e seu padrão de liberação variou entre os aparelhos. Para
Revisão de literatura 20
aqueles com baixo teor de níquel, a liberação no primeiro dia foi de 0,02µg/cm2 e
caiu a zero no sétimo dia. Para as ligas de aço inoxidável níquel-cromo, o padrão de
liberação do níquel foi crescente sendo que o pico de liberação foi no sétimo dia,
oscilando de 14 a 18µg/cm2/d.
2.4.2 Nitreto de titânio
A biocompatibilidade da liga metálica também está relacionada com as
características da camada passivadora formada na superfície do aço inoxidável, o
que lhe confere uma boa resistência à corrosão (HUANG, 2004). Esta característica
protetora é obtida a partir da adição de alguns elementos à liga de ferro, tais como
cromo, níquel, cobre, silício, molibdênio e alumínio (Chiaverini, 1996). Mais
recentemente, em Ortodontia, surgiram dispositivos metálicos cujas ligas são
protegidas por uma camada passivadora formada por nitreto de titânio(TiN).
Poucos trabalhos sobre o nitreto de titânio e seu uso na Odontologia foram
publicados até a presente data. Devido a vários fatores relacionados à sensibilidade
ao níquel e um número cada dia maior de pacientes susceptíveis a este metal, o seu
uso, principalmente na Ortodontia e Implantodontia tem se tornado freqüente.
O TiN é um revestimento fortemente aderido, de baixo coeficiente de atrito e
de superfície lisa. Atualmente, tem sido utilizado no revestimento de braquetes
através da técnica da deposição por vapor físico - PVD (Physical Vapor Deposition).
Esta técnica requer a criação de material vaporizado, obtido por meio de
evaporação, sputtering (desintregação do cátodo) ou ablação (remoção a força), e
sua subseqüente condensação sobre o braquete para a formação de um filme.
Revisão de literatura 21
Tamura et al., em 2002, analisaram as propriedades e biocompatibilidade do
nitreto de titânio em implantes dentários. Foram comparados implantes de titânio
puros com implantes revestidos por uma camada de TiN. A camada de TiN tinha
espessura em torno de 2µm e foi aderida ao implante através de método gasoso. Os
implantes foram inseridos no fêmur de ratos de 14 semanas. Esses ratos foram
sacrificados 1, 4 e 8 semanas após a inserção dos implantes e o tecido da região foi
coletado para análise. Mostrou-se que na região dos implantes revestidos por TiN,
houve nova formação óssea e os resultados sugeriram que a biocompatibilidade e a
resistência à corrosão são equivalentes aos de titânio puro.
Scarano et al., em 2003a, também avaliaram a biocompatibilidade de
implantes dentários revestidos por TiN em ratos. Foi utilizado um total de 45 ratos e
180 implantes, que foram divididos em três grupos constituídos de 60 implantes
cada, sendo que 30 de titânio puro e 30 revestidos por TiN, diferenciando-se apenas
no processo de fabricação (industrializados, jateados e com spray de plasma).
Quatro implantes foram colocados em cada rato, sendo dois implantes revestidos
por TiN na tíbia direita e dois de titânio puro na esquerda. Os ratos foram
sacrificados 5, 10, 20, 30 ou 60 dias após a colocação dos implantes. Outros 18
implantes foram utilizados para análise de superfície. A cicatrização em volta dos
dois tipos de implantes foi similar, demonstrando a biocompatibilidade do TiN.
Scarano et al., em 2003b, realizaram um outro estudo no qual o objetivo foi
verificar a adesão de bactérias em implantes colocados em seres humanos. Os
implantes utilizados foram de titânio puro (controle) e revestidos por TiN (controle).
Seis pacientes, com idades entre 21 e 25 anos, em boas condições de saúde,
participaram no experimento. Em cada um dos seis participantes, foi instalado um
Revisão de literatura 22
dispositivo de acrílico na região de molares e pré-molares, em todos quadrantes. Um
implante foi aderido em cada dispositivo, sendo que os testes foram colocados do
lado direito e os controles do lado esquerdo. Após 24h, os implantes foram
removidos e analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram
utilizados 24 implantes, 12 testes e 12 controles. Os implantes revestidos por TiN
apresentaram índices reduzidos de adesão bacteriana.
3 PROPOSIÇÃO
24
3 PROPOSIÇÃO
Os objetivos deste estudo foram:
3.1 Avaliar a corrosão in vitro dos braquetes revestidos por nitreto de titânio em
relação aos braquetes de aço inoxidável e aço manganês;
3.2 Examinar as características das superfícies dos braquetes estudados e
quantificar os íons metálicos liberados no processo de corrosão.
4 MATERIAL E MÉTODOS
26
4 MATERIAL E MÉTODOS
Este estudo in vitro foi aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa da
Universidade Cidade de São Paulo, sob protocolo n° 13180102.
4.1 Preparo das amostras
Os braquetes ortodônticos testados neste estudo foram divididos em três
grupos, de acordo com seus componentes químicos: Grupo I, formado por nove
conjuntos de braquetes de aço inoxidável (Roth Light® Morelli-Brasil), prescrição de
Roth, com canaleta ou slot de 0,022 polegada; Grupo II formado por nove conjuntos
de braquetes de aço manganês com baixo teor de níquel (Nickel-free Monobloc®
Morelli-Brasil) e Grupo III, formado por nove conjuntos de braquetes revestidos por
nitreto de titânio, slot 0,022 polegada (Golden® Morelli-Brasil). Os braquetes dos três
grupos eram do mesmo lote de fabricação.
A liga de aço inoxidável continha em sua composição (% por peso): 18,55%
de cromo, 8,63% de níquel e 0,89% de manganês; a liga de aço manganês continha
17,59% de cromo, 0,1% de níquel e 9,15% de manganês (Ni-free), sendo
classificada como aço manganês, enquanto que a liga metálica utilizada no Grupo III
apresentava mesma composição que a liga do Grupo II, aço manganês, porém
revestida por uma camada de aproximadamente 2µm de espessura de nitreto de
titânio (Golden®).
Os 27 conjuntos de braquetes foram distribuídos eqüitativamente em nove
grupos conforme sua composição e intervalo de tempo da análise de corrosão. Os
Material e métodos 27
grupos NT-42, NT-63 e NT-84 eram compostos por braquetes de aço manganês
revestido por uma camada de nitreto de titânio (Golden®), cujos produtos de
corrosão foram analisados após 42, 63 e 84 dias, respectivamente. Os grupos NF-
42, NF-63 e NF-84, compostos por braquetes Ni-free, e AI-42, AI-63 e AI-84,
compostos por braquetes de aço inoxidável, foram analisados obedecendo-se os
mesmos intervalos de tempo do grupo anterior.
Cada conjunto continha 20 unidades de braquete, correspondentes aos
dentes: incisivos centrais superiores e inferiores, incisivos laterais superiores e
inferiores, caninos superiores e inferiores, primeiros e segundos pré-molares
superiores e inferiores, direitos e esquerdos. A base de cada braquete foi revestida
por resina (Transbond XT® 3M Unitek-EUA). Esse procedimento foi realizado para
simular a proteção da base do braquete quando colado ao dente na cavidade bucal.
Cada conjunto foi pesado em balança analítica (Kern ®, Modelo 410), acondicionado
em tubo plástico de 15 mL (Costar®, Cambridge, MA, EUA) e autoclavado a 120oC
por 30 minutos. O conjunto, ou seja, 20 braquetes de aço inoxidável pesou 1,7614g;
o conjunto de braquetes Ni-free pesou 1,3455g e o Golden®, 1,4736g.
Subseqüentemente, os conjuntos de braquetes foram transferidos para tubos de
vidro tipo vacutainers (B.D. Vacutainer®, Becton Dickinson Ind. Cirúrgicas Ltda, Juiz
de Fora – MG, Brasil) estéreis, contendo saliva artificial como veículo de extração,
cuja composição química é: 0,40mg/L de NaCl, 0,40mg/L de KCl, 0,80mg/L de
CaCl2.H2O e 1,0 mg/L de CO(NH2)2(uréia) diluídos em 1.000mL de água destilada, a
pH 6,76. Esta saliva artificial é uma modificação da solução de Meyer, cujo conteúdo
de cloreto e atividade corrosiva foram demonstrados como similares à saliva natural
(HWANG; SHIN; CHA, 2001).
Material e métodos 28
A quantidade de saliva utilizada nos experimentos estava de acordo com o
Padrão de Organização Internacional (ISO 10993-5), sendo que na impossibilidade
de determinação da área dos braquetes, foi utilizada a razão de 0,2g dos braquetes
para cada 1mL de saliva (ISO 2001). Dessa forma, conforme o peso de cada
conjunto de braquetes – aço inoxidável, aço manganês e revestidos por nitreto de
titânio, determinou-se a quantidade de saliva artificial estéril a ser adicionada em
cada tubo.
Figura 4.1 - Tubos vacutainers contendo braquetes de aço
inoxidável, aço manganês e revestidos por nitreto de titânio,
imersos em saliva artificial.
Os produtos dos tubos vacutainers, contendo os conjuntos de braquetes
imersos em saliva artificial, foram analisados após três períodos de tempo: 42, 63 e
84 dias, correspondentes à segunda, terceira e quarta ativações dos aparelhos
ortodônticos fixos na cavidade bucal, em torno de 3 em 3 semanas.
Após o preparo das amostras, os tubos vacutainers foram incubados em
estufa a 37oC, em atmosfera úmida contendo 5% de CO2, e deixados inertes. Após
cada período de imersão, os conjuntos de braquetes foram retirados da saliva
Material e métodos 29
artificial, lavados em água destilada e deionizada, secos e armazenados em tubos
vacutainers estéreis hermeticamente fechados. Os extratos, correspondentes à
saliva contendo os produtos da corrosão dos conjuntos de braquetes, foram
estocados em alíquotas de 2mL em tubos Falcon de 15mL (Costar®, Cambridge,
MA, EUA), a 4oC até o momento das análises.
4.2 Exame das superfícies dos braquetes sob microscopia eletrônica de
varredura
Após cada período de imersão, um braquete de incisivo central superior
direito de cada grupo, selecionado aleatoriamente foi avaliado em relação a
possíveis alterações de suas superfícies, quanto à presença de imperfeições e áreas
de corrosão, em microscópio eletrônica de varredura (JEOL ®, modelo JSM 840-A)
pertencente ao Laboratório de Microscopia Eletrônica da Universidade Estadual
Paulista, UNESP-Jaboticabal. As comparações foram realizadas por meio de análise
visual da presença de irregularidades nas superfícies dos metais de acordo com
Gentil, em 1994.
4.3 Análise dos produtos de corrosão dos conjuntos de braquetes por
espectrofotometria de absorção atômica
Com o objetivo de determinar e quantificar os íons metálicos liberados,
especialmente o níquel, devido à corrosão e à oxidação dos conjuntos de braquetes,
foi realizada a espectrofotometria de absorção atômica (EAA). Foram analisados os
seguintes metais: cromo (Cr), manganês (Mn) e níquel (Ni). Esta análise foi realizada
utilizando-se um espectrofotômetro de absorção atômica – duplo feixe, Modelo CG
Material e métodos 30
AA 7000 BC do Instituto de Química da Universidade Federal de Goiás, Goiânia-GO.
Para cada metal, foi realizada a calibração do aparelho, visando obter a
otimização da análise. Foram determinados os valores mínimos de traços dos íons
metálicos. Os limites de sensibilidade da técnica EAA para detecção dos elementos
químicos individuais estão dispostos na Tabela 4.1. Logo em seguida, foram feitas
as determinações da absorbância de cada amostra, obtendo-se assim a
concentração do íon metálico no extrato de cada período de imersão.
Tabela 4.1 - Limites da sensibilidade da técnica EAA
detecção para dos elementos químicos.
Limite de Detecção
Elemento
(µg/mL)
Cromo 0,10
Manganês 0,02
Níquel 0,04
4.4 Análises estatísticas
Os dados coletados foram submetidos à análise estatística pelo programa
GraphPad Prism 4.0, a fim de verificar e comparar o comportamento das diferentes
ligas metálicas que entram na composição dos braquetes frente ao processo de
corrosão. Os resultados foram expressos como médias + DP (desvio padrão). Para
comparações múltiplas, foram utilizadas a análise ANOVA/Bonferroni e o Teste de
Tukey. Foram consideradas diferenças significantes quando p<0,05.
5 RESULTADOS
32
5 RESULTADOS
5.1 Análise por Microscopia Eletrônica de Varredura
Para uma avaliação qualitativa das superfícies dos braquetes quanto à
presença de imperfeições ou possíveis áreas de corrosão após a imersão, foi
escolhido aleatoriamente um braquete de incisivo central superior direito de cada
grupo para cada período de imersão e realizada a análise de suas superfícies.
Essas imagens são descritas conforme a visualização externa de cada braquete,
destacando a presença de imperfeições e irregularidades.
Os braquetes de aço inoxidável mostram áreas de aspecto irregular, com
superfícies porosas após os três períodos de imersão. Podem ser visualizados, após
42 dias, algumas linhas que sugerem corrosão do tipo fissura.
Figura 5.1 - Aleta do braquete de aço inoxidável após um período de
imersão de 42 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de 500x).
Resultados 33
Após 63 dias nota-se diversas áreas de “pites” em uma superfície bastante
irregular.
Figura 5.2 - Aleta do braquete de aço inoxidável após um período de
imersão de 63 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de 500x).
Após 84 dias, nota-se uma superfície também bastante irregular, com duas
grandes áreas de “pites”.
Figura 5.3 - Aleta do braquete de aço inoxidável após um período de
imersão de 84 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de 500x).
Resultados 34
Nos braquetes de aço manganês após 42 e 63 dias, visualiza-se uma
superfície irregular ao lado de superfícies um pouco mais lisas, o que demonstra
uma corrosão por placas.
Figura 5.4 - Aleta do braquete de aço manganês após um período
de imersão de 42 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de
500x).
Figura 5.5 - Aleta do braquete de aço manganês após um período
de imersão de 63 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de
500x).
Resultados 35
Após 84 dias de imersão, o braquete de aço manganês apresenta duas
formas de corrosão; por pite e placas.
Figura 5.6 - Aleta do braquete de aço manganês após um período
de imersão de 84 dias em saliva artificial sob MEV (aumento de
500x).
Após 42 dias de imersão, o braquete Golden apresentam uma superfície mais
regular com pequenos pontos de deposição de resíduos.
Figura 5.7 - Aleta do braquete revestido por nitreto de titânio após
um período de imersão de 42 dias em saliva artificial sob MEV
(aumento de 500x).
Resultados 36
A superfície do braquete Golden após 63 dias também mostrou-se mais
regular, mas com vários pontos de deposição de resíduos e o inicio de formação de
uma fissura.
Figura 5.8 - Aleta do braquete revestido por nitreto de titânio após
um período de imersão de 63 dias em saliva artificial sob MEV
(aumento de 500x).
Após 84 dias de imersão, observa-se uma superfície bastante irregular devido
a um acúmulo de resíduos na superfície do braquete.
Figura 5.9 - Aleta do braquete revestido por nitreto de titânio após
um período de imersão de 84 dias em saliva artificial sob MEV
(aumento de 500x).
Resultados 37
5.2 Análise por Espectrofotometria de Absorção Atômica
Com o objetivo de analisar a quantidade de íons metálicos níquel, manganês
e cromo liberados de cada grupo de braquete após os três períodos de imersão, foi
realizada a espectrofotometria de absorção atômica (Tabela 5.1). Os limites de
sensibilidade da técnica obtida para os íons níquel, manganês e cromo foram de
0,04 µg/mL, 0,02 µg/mL e 0,10 µg/mL, respectivamente. As concentrações destes
íons metálicos na saliva artificial usada como controle foram inferiores ao limite de
sensibilidade da técnica.
Resultados 38
A concentração de íons níquel liberada nos extratos dos braquetes de aço
inoxidável imersos em saliva artificial após 42 dias foi de 1,34+0,15 µg/mL. Esta
concentração de níquel aumentou significativamente (p<0,001) após 63 dias de
imersão, com a liberação de 3,34+0,51 µg/mL. Apesar de ter havido um aumento na
média da liberação do níquel dos 63 para os 84 dias de imersão (3,60+0,10 µg/mL),
não foi estatisticamente significante (Figura 5.1). A concentração máxima de níquel
na liga de aço inoxidável, segundo o fabricante, é de 20%, o que corresponderia a
0,35mg. A liberação máxima de níquel nos braquetes de aço inoxidável ocorreu
após 84 dias de imersão, entretanto, esta concentração corresponde a apenas
0,01% da liga analisada.
Gráfico 5.1 - Liberação de íons níquel dos braquetes de
aço inoxidável após 42, 63 e 84 dias de imersão em
saliva artificial.
Resultados 39
A concentração de íons níquel liberada nos extratos dos braquetes de aço
manganês (Ni-free) imersos em saliva artificial após 42 dias foi de 0,10+0,00 µg/mL.
Esta concentração permaneceu inalterada após os 63 dias de imersão em saliva
artificial. Embora tenha havido um pequeno aumento na média da liberação do
níquel aos 84 dias de imersão (0,11+0,02 µg/mL), não foi estatisticamente
significante (Figura 5.2). A concentração máxima de níquel permitida na liga de aço
manganês, segundo o fabricante, é de 10%, o que corresponderia a 0,14mg. A
liberação máxima de níquel nos braquetes de aço manganês (Ni-free) ocorreu após
84 dias de imersão em saliva artificial, o que corresponde a apenas 0,0005% da liga
analisada.
Liberação Ni braquete Nifree
0.15
0.10
g/mL
0.05
0.00
42d 63d 84d
Períodos de imersão
Gráfico 5.2 - Liberação de íons níquel dos braquetes de
aço maganês após 42, 63 e 84 dias de imersão em saliva
artificial.
Resultados 40
A concentração de íons níquel liberada nos extratos dos braquetes revestidos
com nitreto de titânio (Golden®) imersos em saliva artificial após 42 dias foi de
0,04+0,00 µg/mL. Embora tenha havido um pequeno aumento na liberação de níquel
após 63 dias (0,05+0,02 µg/mL), esta diferença não foi estatisticamente significante.
Aos 84 dias de imersão, houve um pequeno aumento na média da liberação
(0,08+0,00 µg/mL), mas que também não foi estatisticamente significante. Quando
comparados às concentrações de níquel liberado dos 42 aos 84 dias, esta diferença
foi estatisticamente significante (p<0,05) (Figura 5.3). O revestimento de nitreto de
titânio é aplicado sobre os braquetes confeccionados com aço manganês, cuja
concentração máxima de níquel permitida, segundo o fabricante, é de 0,10%, o que
corresponderia a 0,2mg do total da liga. A liberação máxima de níquel nos braquetes
com revestimento de nitreto de titânio ocorreu após 84 dias de imersão em saliva
artificial, o que corresponderia a apenas 0,0004% da liga analisada.
Liberação Ni braquete Golden
0.09
0.08
0.07
0.06
g/mL
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0.00
42d 63d 84d
Períodos de imersão
Gráfico 5.3 - Liberação de íons níquel dos braquetes
revestidos por nitreto de titânio após 42, 63 e 84 dias de
imersão em saliva artificial.
Resultados 41
A concentração de íons manganês liberada nos extratos dos braquetes de
aço inoxidável imersos em saliva artificial após 42 dias foi de 0,17+0,01 µg/mL.
Embora tenha havido um aumento gradativo na média da liberação do manganês
aos 63 (0,25+0,07 µg/mL) e aos 84 dias (0,32+0,19 µg/mL), esta diferença não foi
estatisticamente significante (Figura 5.4). A concentração máxima de manganês na
liga de aço inoxidável, segundo o fabricante, é de 2%, o que corresponderia a
aproximadamente 4mg de manganês/mL. A liberação máxima de manganês nos
braquetes de aço inoxidável ocorreu após 84 dias de imersão, entretanto, esta
concentração corresponde a apenas 0,008% da liga analisada.
Liberação Mn braquete SS
0.6
0.5
0.4
g/mL
0.3
0.2
0.1
0.0
42d 63d 84d
Períodos de imersâo
Gráfico 5.4 - Liberação de íons manganês dos braquetes de
aço inoxidável após 42, 63 e 84 dias de imersão em saliva
artificial.
Resultados 42
A concentração de íons manganês liberada nos extratos dos braquetes de
aço manganês (Ni-free) imersos em saliva artificial após 42 dias foi de 0,19+0,08
µg/mL. Esta concentração aumentou consideravelmente após os 63 dias de imersão
em saliva artificial (0,51+0,06 µg/mL), sendo estatisticamente significante (p<0,05).
Após este período, houve uma redução na liberação dos íons manganês,
alcançando os 84 dias com 0,32+0,17 µg/mL (Figura 5.5). A concentração máxima
de manganês permitida na liga de aço manganês, segundo o fabricante, é de 12%, o
que corresponderia a 24mg. A liberação máxima de manganês nos braquetes de
aço manganês (Ni-free) ocorreu após 63 dias de imersão em saliva artificial, o que
corresponde a apenas 0,002% da liga analisada.
Liberação Mn braquete NiFree
0.6
0.5
0.4
g/mL
0.3
0.2
0.1
0.0
42d 63d 84d
Períodos de imersão
Gráfico 5.5 - Liberação de íons manganês dos braquetes de
aço manganês após 42, 63 e 84 dias de imersão em saliva
artificial.
Resultados 43
A concentração média de íons manganês liberada nos extratos dos braquetes
revestidos com nitreto de titânio (Golden®) imersos em saliva artificial após 42 dias
foi de 0,11+0,00 µg/mL. Este valor permaneceu constante aos 63 dias de imersão,
mas apresentou um pequeno aumento aos 84 dias (0,12+0,02µg/mL), que também
não foi estatisticamente significante. (Figura 5.6). A concentração máxima de
manganês permitida, segundo o fabricante, é de 12%, o que corresponderia a 24mg
do total da liga. A liberação máxima de manganês nos braquetes com revestimento
de nitreto de titânio ocorreu após 84 dias de imersão em saliva artificial, o que
corresponderia a apenas 0,0005% da liga analisada.
Liberação Mn braquete Golden
0.15
0.10
g/mL
0.05
0.00
42d 63d 84d
Períodos de imersão
Gráfico 5.6 - Liberação de íons manganês dos braquetes
revestidos por nitreto de titânio após 42, 63 e 84 dias de
imersão em saliva artificial.
Resultados 44
Quanto à média da liberação dos íons cromo nos braquetes de aço
inoxidável, aço manganês (Ni-free) e com revestimento de nitreto de titânio
(Golden®), as concentrações obtidas em todos os grupos e períodos analisados
foram inferiores ao limite de sensibilidade da técnica (0,10 µg/mL).
Resultados 45
Tabela 5.1 Concentrações dos íons níquel e manganês nos extratos dos bráquetes imersos em saliva artificial
Período de incubação
Amostras
42dias 63 dias 84 dias
Aço inoxidável (SS) Ni (µg/mL) Mn (µg/mL) Ni (µg/mL) Mn (µg/mL) Ni (µg/mL) Mn (µg/mL)
Extrato 1 1,30 0,16 3,00 0,21 3,70 0,20
Extrato 2 1,52 0,17 3,10 0,22 3,60 0,22
Extrato 3 1,21 0,18 3,94 0,34 3,50 0,55
***
Média + DPM 1,34 + 0,15 0,17 + 0,01 3,34 + 0,51 0,25 + 0,07 3,60 + 0,10 0,32 + 0,19
Aço Manganês (Ni-Free) Ni (µg/mL) Mn (µg/mL) Ni (µg/mL) Mn (µg/mL) Ni (µg/mL) Mn (µg/mL)
Extrato 1 0,10 0,27 0,10 0,48 0,10 0,50
Extrato 2 0,10 0,21 0,10 0,47 0,15 0,32
Extrato 3 0,10 0,10 0,10 0,59 0,10 0,15
*
Média + DPM 0,10 + 0,00 0,19 + 0,08 0,10 + 0,00 0,51 + 0,06 0,11 + 0,02 0,32 + 0,17
Aço Manganês (Golden) Ni (µg/mL) Mn (µg/mL) Ni (µg/mL) Mn (µg/mL) Ni (µg/mL) Mn (µg/mL)
Extrato 1 0,04 0,11 0,04 0,10 0,08 0,11
Extrato 2 0,04 0,11 0,08 0,11 0,08 0,12
Extrato 3 0,05 0,12 0,05 0,13 0,09 0,15
*
Média + DPM 0,04 + 0,00 0,11 + 0,00 0,05 + 0,02 0,11 + 0,01 0,08 + 0,00 0,12 + 0,02
* p < 0,05; ** p < 0,01; *** p < 0,001
6 DISCUSSÃO
47
6 DISCUSSÃO
Em Ortodontia, a movimentação dentária é proporcionada principalmente por
dispositivos e acessórios confeccionados a partir de ligas metálicas de diferentes
composições. Nos últimos anos, esses dispositivos têm sido estudados, pois os
metais, de uma maneira geral, sofrem o processo da corrosão, ocasionando a
liberação de íons metálicos em concentrações que podem levar a efeitos tóxicos e
alergênicos (World Health Organization, 2000).
No presente estudo verificou-se a liberação dos íons metálicos níquel e
manganês em três diferentes tipos de braquetes imersos em saliva artificial após três
períodos de tempo. Em relação ao íon metálico cromo, em todos os tipos de
braquetes avaliados, nos diferentes períodos de tempo, não houve liberação acima
do limite de detecção do aparelho de espectrofotometria de absorção atômica (EAA),
ou seja, abaixo de 0,1 µg/mL.
Os resultados deste estudo mostraram que a maior liberação de níquel
ocorreu aos 84 dias nos braquetes de aço inoxidável e a maior liberação de
manganês ocorreu aos 63 dias nos braquetes Ni-free. Em geral, a média de
liberação dos íons metálicos aumentou nos três grupos no decorrer dos períodos de
imersão; a liberação de níquel nos braquetes de aço inoxidável e Golden® e a
liberação do manganês nos braquetes de aço inoxidável. A liberação se manteve
estável em dois períodos; liberação de níquel nos braquetes Ni-free dos 42 para 63
dias e a liberação de manganês nos braquetes Golden® também dos 42 para 63
dias. Em apenas um grupo houve uma redução; liberação de manganês nos
Discussão 48
braquetes Ni-free de 63 para 84 dias.
De acordo com Maijer e Smith, em 1986, independente da marca comercial
dos braquetes e do período em que estes ficaram imersos em saliva, houve um
início de corrosão, como foi verificado neste estudo por EAA e microscopia
eletrônica de varredura.
Em 1993, Barrett, Bishara e Quinn avaliaram a liberação de níquel e cromo
em amostras idênticas de bandas, braquetes e fios. O pico de liberação foi
aproximadamente uma semana após a imersão. A liberação de níquel após esse
período diminuiu e a de cromo se manteve constante. Neste estudo, o resultado da
espectrofotometria de absorção atômica (EAA) demonstrou que houve uma
liberação tanto do níquel quanto do manganês, mas não foi possível verificar uma
liberação do metal cromo. O pico de liberação do níquel ocorreu nos braquetes de
aço inoxidável após 84 dias, quando a média de liberação chegou a 3,60 µg/mL. O
manganês teve uma maior liberação nos braquetes Ni-free também após 63 dias
quando teve liberação média de 0,51 µg/mL.
Kerosuo, Moe e Hensten-Pettersen, em 1997, analisaram as concentrações
de níquel e cromo na saliva antes e após a instalação do aparelho ortodôntico.
Concluíram que essas concentrações não são significantemente afetadas no
primeiro mês de uso do aparelho fixo. Neste estudo, foi verificado que há uma
liberação de íons níquel e manganês após 42 dias e que esta liberação tende a
aumentar até chegar aos 84 dias, ponto em que este estudo se findou. Em apenas
um grupo e um período isto não ocorreu. Os braquetes Ni-free mostraram uma
pequena redução após 63 dias, que não foi estatisticamente significante.
Discussão 49
Em 2000, Kocadereli também analisou a quantidade de níquel e cromo na
saliva de pacientes que estavam iniciando o tratamento ortodôntico. Como no estudo
anterior, o autor concluiu que não houve alteração significante dessas
concentrações nos meses iniciais de tratamento.
Em 2001, Hwang, Shin e Cha avaliaram a quantidade de níquel, cromo e ferro
liberados de aparelhos ortodônticos utilizando fios de níquel-titânio e aço inoxidável.
O cromo e o ferro liberados foram detectados apenas nos aparelhos com fios de aço
inoxidável. Em relação ao níquel, não foi observado aumento de liberação de acordo
com o tempo de imersão. No atual estudo, o aumento da liberação do níquel pôde
ser verificado e esse aumento foi estatisticamente significante nos braquetes de aço
inoxidável e nos braquetes Golden®. Quanto à liberação do cromo, não foi
perceptível nos três grupos de braquetes.
Shin, Oh e Hwang, em 2003, analisaram a corrosão superficial de fios de aço
inoxidável e níquel-titânio, imersos em saliva artificial por um período de até três
meses. Em relação aos fios de aço, macroscopicamente, foi possível visualizar uma
corrosão uniforme em sua superfície, enquanto que nos de níquel-titânio houve uma
leve alteração de cor. Com o aumento do tempo de imersão, produtos de corrosão
dos fios de aço inoxidável aumentaram, mas nos fios de níquel-titânio só foi possível
detectar resíduos pela microscopia eletrônica de varredura. Esses autores
concluíram que os fios de níquel-titânio são mais estáveis e resistentes à corrosão
quando comparados aos fios de aço inoxidável. Neste estudo, por microscopia
eletrônica de varredura, obtiveram-se resultados similares, demonstrando que os
braquetes de aço inoxidável apresentavam superfícies mais irregulares e passíveis
Discussão 50
de corrosão quando comparados com os braquetes Ni-free e Golden®.
Huang et al., em 2004, compararam íons metálicos liberados de braquetes
novos e usados, imersos em 5mL de saliva artificial com pH de 4,0 e 7,0, por 48
semanas. Os íons analisados por EAA foram: níquel, cromo, cobre, cobalto, ferro e
manganês. Uma quantidade maior de íons, particularmente de níquel, foi liberada no
grupo que estava imerso em pH 4,0. Neste trabalho, utilizando-se saliva artificial a
pH 6,7 por 84 dias, houve uma maior liberação de íons níquel, seguido pelo
manganês e por último o cromo, nos braquetes de aço inoxidável.
Ao analisar cada grupo de braquete separadamente, pode ser verificada uma
maior liberação de metais nos braquetes de aço inoxidável. Este grupo liberou mais
níquel em todos os períodos, comparado com os outros dois tipos de braquetes. Seu
pico de liberação ocorreu após 84 dias, quase que 100 vezes mais do que o
braquete Golden® que apresentou a menor quantidade de liberação (0,04 µg/mL
aos 42 dias). O níquel teve uma liberação estatisticamente significante nos
braquetes de aço inoxidável no decorrer dos três períodos, principalmente quando
comparados o primeiro com o segundo. Os braquetes Golden® e Ni-free
apresentaram valores bem inferiores quando comparados com o grupo acima.
O manganês teve a maior liberação nos braquetes Ni-free aos 63 dias. Este
resultado era de uma certa forma esperado, pois este braquete, assim como o
Golden®, são os que possuem a maior porcentagem de manganês em sua
composição (12%), mas o Golden® possui uma camada de revestimento. O
braquete revestido por nitreto de titânio mais uma vez teve a menor liberação nos
três períodos avaliados.
Discussão 51
Comparando os valores encontrados, pode-se dizer que o braquete de aço
inoxidável teve uma liberação significativa em relação aos demais. Mesmo sendo um
estudo in vitro, estes resultados descrevem uma liberação metálica em ambiente
semelhante ao encontrado na cavidade bucal e, portanto, pode ocorrer uma
liberação semelhante desses metais no paciente.
Por meio da microscopia eletrônica de varredura, fica evidente que o
processo de corrosão aconteceu nos três grupos de braquetes analisados. O que se
observou pela MEV reforça os resultados encontrados na espectrofotometria. Os
braquetes de aço inoxidável apresentaram superfícies mais irregulares e com sinais
de corrosão, enquanto que os braquetes Ni-free e Golden® apresentaram
superfícies mais lisas e uniformes. Desta forma, no meio ambiente oral, onde os
braquetes estão em condições favoráveis de temperatura, umidade e pH, essas
superfícies irão sofrer o processo de corrosão.
Sabe-se que os braquetes Golden® e Ni-free são confeccionados com aço
manganês (Mn) e que este é mais biocompatível quando comparado com aço
inoxidável. Se o braquete Golden® é feito de material biocompatível, então por que
foi acrescentada uma camada protetora de TiN? Pelos resultados da EAA podemos
dizer que realmente houve uma menor liberação de íons dos braquetes Golden®
quando comparados com os demais grupos. Por meio da MEV, os braquetes Ni-free
e Golden® aparentemente apresentaram superfícies menos irregulares.
Os braquetes Golden®, que também surgiram como alternativa de tratamento
para pacientes que apresentam algum tipo de resposta do sistema imunológico às
corrosões, neste estudo, mostraram uma diferença em relação aos braquetes Ni-free
Discussão 52
e de aço inoxidável. Os resultados apresentaram um índice menor de liberação do
níquel e manganês nestes braquetes e, portanto, cumprindo com o propósito de sua
fabricação, que seria de diminuir a tendência à corrosão dos mesmos. Tamura et al.
(2002) e Scarano et al. (2003a) concluíram que o TiN é biocompatível, o que vai de
acordo com os achados desta pesquisa. Os resultados desta pesquisa indicam que
o uso do TiN na Ortodontia ainda está começando e requer muito estudo e muitos
experimentos laboratoriais, mas que o material já demonstra resultados favoráveis à
sua utilização.
Mesmo sendo um estudo in vitro, os resultados da microscopia eletrônica e da
espectrofotometria nos levam a tomar algumas precauções em relação ao uso
desordenado de metais na clínica ortodôntica. Embora a grande maioria dos
acessórios ortodônticos seja confeccionada com ligas metálicas, existem acessórios
que não são, ou que possuem uma quantidade reduzida de metal. A possibilidade
de substituição de um metal conhecidamente corrosivo por outro de menor
coeficiente de corrosão ou por outro material deveria ser levada em consideração
com mais freqüência.
Sugere-se a utilização de questionários simples, em consultas, para saber se
o paciente é alérgico a metais. Quando, como e por que o paciente descobriu a
alergia e se faz algum tipo de tratamento. É importante saber se o paciente já fez
algum teste específico para descobrir essa alergia. Se nunca fez, talvez fosse útil um
patch-test para uma resposta mais específica da alergia diagnosticada. O
questionário deveria ser aplicado e analisado junto com o diagnóstico e o
planejamento do paciente. Apesar da pequena prevalência de alergia a metais,
Discussão 53
deve-se preocupar com o bem-estar dos pacientes. A resposta alérgica resultante do
uso do aparelho ortodôntico é uma situação preocupante e, portanto, o diagnóstico
precoce visa um planejamento para se diminuir o risco desse efeito adverso ocorrer.
As limitações e dificuldades encontradas neste estudo foram muitas. Iniciando
pelo foco da pesquisa, que é a corrosão metálica de aparelhos ortodônticos. Existem
diversos trabalhos sobre o assunto, mas cada um segue uma linha diferente, com
metodologias distintas. O uso do Nitreto de Titânio como revestimento para
braquetes é uma inovação e, por isso, há poucas referências em Ortodontia. Por
outro lado, clinicamente, o uso de braquetes Ni-free e de aço inoxidável já é
amplamente difundido e aceito pelos ortodontistas. Estudos sobre braquetes
revestidos por TiN e sua aplicação em pesquisas clínicas seriam de muita
importância quanto a sua eficácia e eficiência mecânica além de sua
biocompatibilidade. A necessidade de utilização de laboratórios e a realização da
espectrofotometria foram as maiores dificuldades para a realização deste trabalho.
Os laboratórios precisam ser bem equipados e a regulagem do aparelho para a
espectrofotometria deve ser muito precisa, pois os limites de detecção de alguns
metais são muito baixos, necessitando assim de uma sensibilidade maior do
aparelho.
Com base nas análises realizadas no presente estudo, sugere-se que os
braquetes mais biocompatíveis são os Golden®, ou seja, braquetes manufaturados
com aço manganês revestidos por uma fina película de nitreto de titânio. Por meio
da espectrofotometria, foi demonstrado que estes braquetes tiveram a menor
liberação de íons níquel e manganês quando comparados aos braquetes de aço
Discussão 54
inoxidável tradicional e aço manganês. Entretanto, a sua eficiência clínica deve ser
melhor avaliada.
Dando prosseguimento a este estudo, sugere-se, para um futuro trabalho, a
avaliação das forças de atrito do fio ortodôntico nas canaletas dos braquetes
revestidos com nitreto titânio ao mesmo tempo em que se avalia sua eficiência em
relação aos torques e angulações embutidas nos braquetes Golden®, em
comparação a outros tipos de braquetes. Assim, além de comparar a
biocompatibilidade destes braquetes, haverá também como afirmar se o braquete
Golden® é adequado ou não para toda mecânica aplicada na Ortodontia e se este
atende às necessidades clínicas dos ortodontistas.
A principal contribuição deste trabalho foi o estudo de um braquete que surge
como alternativa de tratamento para pacientes possivelmente alérgicos a metais e
compará-lo com braquetes que já são amplamente utilizados.
7 CONCLUSÕES
56
7 CONCLUSÕES
Com base nos resultados obtidos, conclui-se que:
7.1 Os três tipos braquetes estudados, sobretudo os de aço inoxidável,
apresentaram sinais de corrosão após 84 dias de imersão em saliva artificial.
7.2 Os braquetes revestidos por nitreto de titânio e os de aço manganês exibiram
superfícies mais uniformes que os braquetes de aço inoxidável. Quanto aos
íons metálicos liberados no processo de corrosão, constatou-se que as
maiores concentrações de níquel foram detectadas nos extratos dos
braquetes de aço inoxidável. Nos referidos extratos, a concentração de íons
manganês aumentou progressivamente até os 84 dias de imersão em saliva
artificial, enquanto que nos extratos dos braquetes de aço manganês, a maior
liberação iônica ocorreu aos 63 dias. Para os braquetes revestidos por nitreto
de titânio, a concentração de íons manganês permaneceu praticamente
inalterada. A liberação de cromo nos extratos dos três tipos de braquetes foi
inferior a 0,10g/mL.
REFERÊNCIAS
58
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ANEXO
Anexo 62
ANEXO A - Parecer da Comissão de Ética
