Ablação de esmalte e dentina bovinos e humanos com laser de Ti:safira no regime de femtossegundos: análises morfológicas e fisico-químicas comparativas

Abstract

Dentes bovinos têm sido convencionalmente utilizados em pesquisas odontológicas substituindo dentes humanos. Diferenças nas propriedades físico-químicas, estruturais e morfológicas dos substratos representarão diferenças na resposta frente a diversos tratamentos. Foi investigada a ablação em esmalte e dentina de dentes bovinos (30) e humanos (30) com laser de Ti:Safira, no regime de femtossegundos (70fs), com λ= 800±1 nm, taxa de repetição=1 KHz, utilizando diferentes potências médias com diferentes tempos de exposição. Foram realizadas análises morfológicas e físico-químicas. Os corpos-de-prova foram observados ao microscópio de luz, ao MEV e analisados por EDX. As microcavidades em esmalte (bovino e humano) apresentaram ablação precisa, integridade e definição das margens. No esmalte humano não houve danos térmicos ou microfraturas; o bovino apresentou microfraturas, provavelmente resultado de sua menor resistência à ablação com laser. As microcavidades da dentina (bovina e humana) apresentaram bordas definidas, entretanto com microfraturas, sendo que na dentina bovina foram mais numerosas, mais amplas e mais intensas, mostrando maior susceptibilidade frente à irradiação com laser. Quanto à proporção Ca/P, as alterações proporcionais entre números de átomos de Ca em relação ao P, não foram estatisticamente significantes, para nenhum tecido. Conclui-se que o laser de Ti:Safira no regime de femtossegundos, além de muito rápido, potente e seguro, tem a vantagem de poder ser bem controlado e preciso, promovendo profundidades pequenas e específicas. Diante dos resultados e dependendo do tipo de tecido, fica evidente a necessidade de prévio conhecimento das diferenças entre eles antes da direta extrapolação dos resultados obtidos em substrato bovino para humano.

Bovine teeth have been conventionally used in dental research to replace human teeth. Differences in the physicochemical, structural and morphological properties of these substrates cause differences in their response to several treatments. This study investigated the ablation of enamel and dentin of bovine teeth (30) and human teeth (30) using a Ti:Sapphire laser at Femtosecond pulse width (70fs), λ= 800±1nm and repetition rate of 1 KHz. Different output power levels and irradiation times were investigated. Morphological and physicochemical analysis were conducted. Irradiated specimens were evaluated under light microscopy, SEM and EDX. Microcavities in bovine and human enamel showed accurate ablation, with sharp margins and preserved morphologies. Human enamel did not exhibit induced thermal damage or microfractures; bovine enamel presented microfractures, probably due a lower resistance to laser ablation. The microcavities in dentin (bovine and human) presented defined borders, yet with microfractures, which were more frequent, wider and more intense in the bovine dentin, demonstrating a higher susceptibility to laser irradiation. Concerning the Ca/P ratio, the proportional alterations between the numbers of Ca atoms compared to P atoms were not statistically significant for any tissue. In this study Femtosecond Ti:Sapphire laser showed to be a fast, powerful and safe ablation system. Additionally, it promotes removal at small and specific depths. Considering the present results and depending on the type of tissue, it is clear that previous knowledge on the differences between them is required before direct extrapolation of results obtained in bovine substrate to the human substrate.