00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Dissertação
Título: A influência da incorporação de água em ablação de tecidos duros dentais por lasers de femtossegundos
Título(s) alternativo(s): The influence of water incorporation on dental hard tissues ablation of by femtosecond lasers
Autor(es): Rego Filho, Francisco de Assis Martins Gomes
Primeiro Orientador: Araujo, Maria Tereza de
metadata.dc.contributor.referee1: Santos, Pedro Valentim dos
metadata.dc.contributor.referee2: Bagnato, Vanderlei Salvador
Resumo: Existe um grande interesse no micro-processamento por laser de biomateriais e tecidos biológicos desde a disponibilidade de tecnologia de lasers de pulsos ultracurtos. A possibilidade de ablacionar tecidos com mínimo dano térmico e mecânico é atrativa em Odontologia para a definitiva substituição de rotatórios convencionais. À parte disso, a utilização de dentes humanos em pesquisas científicas tem sido diminuída, com a substituição de amostras de origem bovina, de mais fácil obtenção, tendo seus resultados extrapolados para a natureza humana. A maior parte das pesquisas realizadas até hoje sobre a ablação por pulsos na escala de femtossegundos são geralmente baseados na variação de parâmetros relacionados à fonte de radiação laser, mas nunca à natureza do tecido alvo e seus constituintes. Nesse estudo buscamos avaliar como o estado de hidratação do tecido irradiado influencia o próprio processo de ablação, além de buscar diferenças entre os comportamentos de substratos humanos e bovinos. Oitenta (80) amostras de dentes, metade humanos, metade bovinos, subdivididos em esmalte e dentina, foram utilizadas nesse trabalho. As amostras foram desgastadas para obtenção de uma superfície plana do tecido-alvo e separadas em quatro grupos de hidratação. Quantificações da desidratação sofrida no preparo de amostras em cada grupo foram realizadas. Cinco níveis de potência, diferentes para esmalte e dentina, indo desde 200 mW a 1W, de um laser com uma taxa de repetição de 1kHz e pulso de saída de 70 fs, com três tempos de exposição, foram aplicados na superfície dos substratos com incidência perpendicular. Uma análise do diâmetro da borda da microcavidade ablacionada possibilitou verificar o comportamento do limiar de ablação de tecidos duros dentais com os diferentes níveis de água estrutural. O limiar de ablação foi calculado com base no diâmetro da microcavidade. A dependência também do diâmetro da extensão dos danos térmicos em dentina foi relacionada com a desidratação dos substratos, onde observamos uma forte dependência com a hidratação. Microscopia Eletrônica de Varredura também foi utilizada, no intuito de perceber variações morfológicas nas bordas das microcavidades. Verificou-se um aumento no número de microfraturas para uma maior desidratação, além de uma diminuição no limiar de dano térmico. Os resultados nos levaram a propor o papel que a água exerce na estrutura do esmalte e da dentina e também possibilitou encontrar diferenças entre substratos humanos e bovinos. Um maior entendimento do processo de ablação foi alcançado, bem como a possibilidade de estabelecê-lo como uma possível ferramenta para a compreensão de propriedades microscópicas de materiais.
Abstract: There is a growing interest in laser micro-machinning of biomaterials and biological tissues since the availability of ultrashort pulsed laser technology. The possibility of ablating tissues with minimal thermal or mechanical is attractive in Dentistry for the definite replacement of conventional rotary drills. Besides that, the utilization of human teeth in scientific researches has been diminished, with the substitution by bovine origin samples, of easier obtaining, having its results extrapolated to human nature. Most existing studies until present days about femtosecond time-scale pulsed ablation are in general based on the variation of parameters exclusively from the laser radiation source, but never related to the nature of the target tissue and its constituents. In this study we aim to evaluate how the hydration state of irradiated tissue influences the ablation process itself, as well as search for differences between human and bovine substrates behavior. Eighty (80) teeth samples, half human, half bovine, subdivided into enamel and dentin were used in this work. The samples were worn so as to have a plane surface of the target tissue and separated into four hydration groups. Quantifications of dehydration suffered during samples preparation in each group were made. Five Power levels, different to enamel and dentin, ranging from 200 mW to 1W of a 1 kHz repetition rate and 70fs output pulsed laser, with three exposition times, were applied at the substrate surface with perpendicular incidence. An analysis of the ablated microcavity edge diameter made possible the verification of dental hard tissues ablation threshold behavior with respect to different structural water levels. The ablation threshold was calculated based on the laser spatial intensity distribution. Also, the diameter of the thermal damages extension behavior in dentin was related to the dehydration of the substrates, where we observed a strong hydration-dependent behavior. Scanning Electron Microscopy was also used, objecting the perception of morphological variations at microcavity edges. A raise on the number of microcracks to a higher dehydration was verified, as well as a decrease on the thermal damage threshold. The results led us to propose the role played by water on enamel and dentin structures and also made it possible to find differences between human and bovine substrates. A higher understanding of the ablation process was achieved, as well as the possibility to establish it as a viable tool to comprehend the microscopic properties of materials.
Palavras-chave: Biofotônica
Laser de pulsos ultra-curtos
Ablação
Esmalte dentário
Dentina
biophotonics
Ultrashort pulsed laser
Ablation
Dental enamel
Dentin
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: REGO FILHO, Francisco de Assis Martins Gomes. A influência da incorporação de água em ablação de tecidos duros dentais por lasers de femtossegundos. 2019.106 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada) – Instituto de Física, Programa de Pós Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2009.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/4756
Data do documento: 27-fev-2009
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