UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ODONTOLOGIA MESTRADO EM CLÍNICA INTEGRADA ANA KARLA SOUZA BRAZ ESTUDO DE PROPAGAÇÃO DE FRATURA EM COMPÓSITOS ODONTOLÓGICOS UTILIZANDO TOMOGRAFIA POR COERÊNCIA ÓPTICA Recife 2008
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DISSERTAÇÃO ANA KARLA BRAZ - UFPE€¦ · Braz, Ana Karla Souza Estudo de propagação de fratura em compósitos odontológicos utilizando tomografia por coerência óptica / Ana
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ODONTOLOGIA MESTRADO EM CLÍNICA INTEGRADA
ANA KARLA SOUZA BRAZ
ESTUDO DE PROPAGAÇÃO DE FRATURA EM COMPÓSITOS ODONTOLÓGICOS UTILIZANDO
TOMOGRAFIA POR COERÊNCIA ÓPTICA
Recife 2008
ANA KARLA SOUZA BRAZ
ESTUDO DE PROPAGAÇÃO DE FRATURA EM COMPÓSITOS ODONTOLÓGICOS UTILIZANDO
TOMOGRAFIA POR COERÊNCIA ÓPTICA
Recife 2008
Dissertação apresentada ao colegiado da Pós-graduação em Odontologia do Centro de Ciências da Saúde da Universidade Federal de Pernambuco como requisito parcial para obtenção do grau de mestre em Odontologia com área de concentração em Clínica Integrada. Orientador: Prof. Dr. Anderson S. L. Gomes
Braz, Ana Karla Souza
Estudo de propagação de fratura em compósitos odontológicos utilizando tomografia por coerência óptica / Ana Karla Souza Braz. – Recife: O Autor, 2008.
14 folhas.
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal
de Pernambuco. CCS. Odontologia, 2008.
Inclui bibliografia e anexos.
1. Propagação de fratura em compósitos odontológicos. 2. Tomografia por coerência óptica – Odontologia. I.Título.
616.314 CDU (2.ed.) UFPE 617.695 CDD (22.ed.) CCS2008-033
DEDICATÓRIA
Em primeiro lugar a DEUS, que tem iluminado meus caminhos e meus pensamentos.
Aos meus pais FRANCISCO E JANEIDE, por sempre terem me incentivado a estudar e a
vencer na vida pelo caminho do trabalho, esforço e dignidade. Obrigada por terem sempre me
apoiado em todas as jornadas e pela confiança em mim depositada.
Ao meu marido RODIVAN, companheiro em todos os momentos, por ser tão
compreensivo, proporcionando-me a tranqüilidade necessária e sempre me incentivando nas
horas de desânimo. Do fundo do meu coração, agradeço pela doação e, principalmente, pela
paciência e companheirismo que você sempre demonstrou durante todos os instantes de nossas
vidas. Amo muito você!
À minha filha NATÁLIA, fonte de toda luz e pureza, você foi o melhor presente de
DEUS. Seu sorriso me transmite paz, realização e conforto. Você é a razão de minha vida.
AGRADECIMENTO ESPECIAL
Ao meu orientador Prof. Dr. ANDERSON STEVENS LEÔNIDAS GOMES, agradeço pela
maneira como me recebeu e como sempre me tratou ao longo desses anos. Seus ensinamentos e a
confiança em mim depositada serão eternamente lembrados. Obrigada por ter acreditado em
mim, por não ter medido esforços quando foi necessário, por permitir minhas manifestações
científicas e por ter me dado liberdade para trabalhar. Sua participação foi fundamental para que
este trabalho pudesse avançar e chegar ao final.
AGRADECIMENTOS
À UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO, especialmente à Pós-graduação em
Odontologia, na pessoa do coordenador Prof. Dr. JAIR CARNEIRO LEÃO, por ter me
oportunizado a realização deste curso.
AO CORPO DOCENTE E PROFESSORES CONVIDADOS DO PROGRAMA DE PÓS-
GRADUAÇAO EM ODONTOLOGIA DA UFPE, que contribuíram para a minha formação.
Obrigada pela dedicação e orientação científica recebida.
À PÓS-GRADUAÇÃO DA FOP/UPE, na pessoa do coordenador do curso de
Mestrado/Doutorado em Dentística, Prof. Dr. RODIVAN BRAZ, pela disponibilização do
Laboratório de Pesquisa em Biomateriais para confecção dos corpos de prova e realização dos
ensaios mecânicos.
Ao aluno de Doutorado em Física, BERNARDO KYOTOKU, pela ajuda no laboratório durante a
confecção das imagens e na manipulação do equipamento de OCT.
Aos FUNCIONÁRIOS DA PÓS-GRADUAÇÃO, vocês são importantíssimos para o nosso
desempenho. Sintam-se parte deste trabalho.
Aos COLEGAS DE MESTRADO, cujo convívio levarei para sempre em minhas lembranças.
A todos que de forma direta ou indireta ajudaram na realização deste trabalho.
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA
AGRADECIMENTO ESPECIAL
AGRADECIMENTOS
APRESENTAÇÃO DA DISSERTAÇÃO
RESUMO
ABSTRACT
1. INTRODUÇÃO
- 1.1 Descrição do Equipamento de OCT ------------------------------------------- 8
- 1.2 Estudo de Propagação de Fratura em compósitos utilizando OCT -------- 9
ARTIGO 1: Fiber-reinforced composite analysis using optical coherence
tomography after mechanical and thermal cycling
ARTIGO 2: Evaluation of crack propagation in dental composites by optical
coherence tomography
APRESENTAÇÃO DA DISSERTAÇÃO Esta dissertação consta de dois artigos científicos publicados em revistas internacionais como
descrito abaixo:
Artigo 1:
Fiber-reinforced composite analysis using optical coherence tomography after mechanical
and thermal cycling
Referência: Bernardo C. Kyotoku, Ana Karla S. Braz, Rodivan Braz, Anderson S. L. Gomes. Fiber-
reinforced composite analysis using optical coherence tomography after mechanical and thermal cycling
Proceedings of SPIE, Vol. 6425, Lasers in Dentistry XIII, Peter Rechmann, Daniel Fried, Editors, 64250B
(Mar. 8, 2007) doi:10.1117/12.700929.
Artigo 2:
Evaluation of crack propagation in dental composites by optical coherence tomography
Referência: Ana K.S. Braz, Bernardo C. Kyotoku, Rodivan Braz, Anderson S.L. Gomes. Evaluation of
crack propagation in dental composites by optical coherence tomography, Dent Mater (2008),
doi:10.1016/j.dental.2008.04.011
RESUMO
ESTUDO DE PROPAGAÇÃO DE FRATURA EM COMPÓSITOS ODONTOLÓGICOS UTILIZANDO TOMOGRAFIA POR COERÊNCIA
ÓPTICA
Estudos atuais sobre os príncipios da fadiga consideram que o processo de fratura ocorre em três fases: início da fratura, fratura de propagação lenta e fratura final. O objetivo deste estudo foi de analisar os sítios de início de fratura e da fase de propagação lenta da fratura em compósitos odontológicos reforçados por fibra, utilizando imagens geradas usando a tomografia por coerência óptica. A investigação microscópica tradicional, mais comumente utilizada para estudar estes materiais, é uma técnica destrutiva, a qual requer o seccionamento das amostras, e é essencialmente uma medida de superfície. Com base nestas considerações, nesta pesquisa analisamos o interior de amostras de resinas compostas reforçadas com fibras, antes e após ciclagem termo/mecânica, simulando as condições orais e utilizando a tomografia por coerência óptica (TCO). O sistema utilizado usou a técnica de TCO no domínio de Fourier trabalhando com um comprimento de onda de 800nm e 6µm de resolução espacial axial. A longo prazo, as fraturas causam invasões bacterianas, as quais causam a formação de placa e cálculo, provocando conseqüentemente cárie e doença periodontal. Sendo assim, imagens não invasivas de compósitos dentais , possibilitam uma avaliação clínica periódica que asseguram a saúde do paciente. Além disso, imagens em TCO são poderosos métodos de análise quantitativa da propagação de fratura, e pode ser potencialmente usada in vivo.
Palavras-chave Resina, Tomografia por coerência óptica, propagação de fratura
ABSTRACT
CRACK PROPAGATION STUDY IN DENTAL COMPOSITES BY OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY
Contemporary approaches to fatigue principles consider a fracture process in three phases: crack initiation, slow crack growth, and fast fracture. The purpose of this study was to analyze the sites of fracture initiation and slow crack propagation in a fiber reinforced composite, using images produced by the optical coherence tomography. The traditional microscopy investigation, most commonly used to study this material, is a destructive technique, which requires specimen sectioning and are essentially surface measurements. On the basis of these considerations, in this research we analyzed the interior of a dental sample reinforced with fiber after a mechanical and thermal cycling to emulate oral conditions using optical coherence tomography (OCT). The device we are using is a home built Fourier domain OCT working at 800 nm with 6 μm special-axial resolution. In long term, fractures allow bacterial invasion provoking plaque and calculus formation that can cause caries and periodontal disease. Therefore, non invasive imaging of the bridge fiber enables the possibility of periodic clinical evaluation to ensure the patient health. Furthermore, OCT images can provide a powerful method for quantitative analysis of crack propagation, and can potentially be used for in vivo.