Carbon fibre reinforced polymer (CFRP) composites have found a wide range of applications in the aerospace, marine, sports and automotive industries owing to their lightweight and acceptable mechanical properties compared to the commonly used metallic materials. The currently dominating method of machining CFRP is by mechanical means that has found many problems including extensive tool wear, fibre pull-out and delamination. Lasers as non-contact tools have been widely applied for cutting and drilling materials. However, machining of CFRP composites using lasers can be challenging due to inhomogeneity in the material properties and structures, which can lead to thermal damage such as charring, heat affected zones (HAZs), resin recession and delamination. In previous studies, Nd:YAG, diode pumped solid state (DPSS), CO2 (continuous wave), disk and fibre lasers were used in machining CFRP composites and the control of damage such as the size of heat affected zones (HAZ) and achieving comparable material removal rate with the mechanical processes remain a challenge. Most reported work showed a typical heat affected zone of 0.2-1.2 mm. The availability of short pulsed transversely excited atmospheric (TEA) CO2 lasers and ultra-short laser pulse sources such as picosecond lasers make it possible to improve the laser machining quality of CFRP materials. In this research, the machining of CFRP composites using a microsecond pulsed TEA CO2 laser, a state of the art high power picosecond laser and a 1 kW single mode fibre laser system was investigated. The yielded heat affected zone was less than < 25 µm for the TEA CO2 and the picosecond laser machining, although the material removal rate was low. Additionally, it has been shown that the pulsed fibre laser improved the machining quality compared to that with the continuous mode. A potential application of the fibre laser for composite repair and remanufacturing was investigated. The interactions between picosecond laser beam and CFRP composite were studied in more detail including understanding the self-limiting effect in single and multiple parallel tracks drilling/machining through both experimental and theoretical studies. Furthermore, a sequential laser and mechanical drilling of CFRP was investigated to improve the machining rate. The work performed in this PhD was driven by aerospace industry needs, with the collaboration of Rolls-Royce plc and BAE Systems as industrial partners.

A joalheria tem se desenvolvido juntamente com novas tecnologias e aprimoramentos em processos de fabricação, sendo um reflexo de mudanças na sociedade e na indústria. Determinadas gemas, como a ágata, têm sido beneficiadas para a fabricação de adornos e ornamentos, contudo algumas características do material permanecem pouco estudadas, como modificações em sua microestrutura durante o processamento. Dentre as novas tecnologias de processamento para a ágata, encontra-se a gravação a laser CO2. A tecnologia está associada a determinadas modificações superficiais na gema através da geração de uma porosidade secundária, dado ao fato que o material possui uma porosidade natural em escala micrométrica. Durante a gravação, diversos parâmetros podem ser definidos para aperfeiçoar o resultado do processo. Assim, a padronização universal de desenhos vetoriais pode facilitar a execução da gravação, principalmente com a utilização de formas preenchidas, normalmente realizada com imagens do tipo bitmaps JPEG. Visando estudar os efeitos do laser no material, esta pesquisa apresenta uma análise tridimensional, não-invasiva e de alta-resolução de uma amostra de ágata gravada, por meio de análises qualitativas e quantitativas, baseadas em microtomografia computadorizada de raios X. Os resultados mostraram que os efeitos de porosidade secundária, trincas e fraturas de expansão térmica ocorrem principalmente devido à presença de água no interior da amostra, tanto natural quanto proveniente de reações químicas perante o aquecimento do laser. Os volumes de material removido por expulsão e vaporização foram quantificados e ponderados com relação à distância percorrida pelo feixe. Após a compreensão dos efeitos, foram realizadas análises de padronização de diferentes espaçamentos para gravação de formas simples e/ou complexas, abertas e/ou fechadas, e preenchidas, com perfilometria de contato e microscopias. A padronização foi utilizada como base para o depósito de uma patente de invenção. / Jewelry has been developed along with new technologies and improvements in manufacturing processes, thus reflecting changes in society and industry. Certain gemstones, such as agate, have been processed for the manufacture of ornaments and adornments, however, some characteristics of the material remain little studied, such as modifications on its microstructure during processing. Among the new processing technologies for agate is CO2 laser engraving. The technology is associated with certain superficial modifications in the gemstone through the generation of a secondary porosity, due to the material having a natural porosity in a micron scale. During engraving, several parameters can be set to improve the processing result. Thus, a universal standardization of vector drawings can facilitate the execution of the engraving, mainly with the use of filled forms, usually performed with JPEG bitmaps type images. Aiming to study the effects of laser on the material, this research presents a threedimensional, non-invasive, and high-resolution analysis of an engraved agate sample through qualitative and quantitative studies based on X-ray computerized microtomography. Results showed that the effects of secondary porosity, thermal expansion cracks, and fractures occur mainly due to the presence of water within the sample, both natural and derived from chemical reactions due to the laser heating. Removed material volumes by expulsion and vaporization were quantified and weighted with respect to the distance moved by the beam. After the understanding of the effects, standardization analyzes of different spacings were made for the engraving of simple and/or complex, open and/or closed, and filled forms, with contact profilometry and microscopies. Standardization was used as the basis for a patent deposit.

110f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-04-23T14:10:00Z No. of bitstreams: 1 tese-Aparecida.pdf: 1296636 bytes, checksum: fcaff40dccea563777ec3d08236bf15e (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-05-08T11:47:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese-Aparecida.pdf: 1296636 bytes, checksum: fcaff40dccea563777ec3d08236bf15e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-08T11:47:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese-Aparecida.pdf: 1296636 bytes, checksum: fcaff40dccea563777ec3d08236bf15e (MD5) Previous issue date: 2004 / O grande número de insucessos na Cirurgia Paraendodôntica está diretamente relacionado à falhas no selamento do remanescente dentário apicectomizado e conseqüente manutenção de um ambiente propício à perpetuação de processos infecciosos. Com intuito de compreender melhor este aspecto, este trabalho tem como objetivo verificar e comparar ?in vitro?, a infiltração apical, através do uso de uma solução evidenciadora de Azul de Metileno a 2%, em dentes apicectomizados pela técnica convencional e através da luz Laser de Er:YAG, associados ou não a cimento Ionômero de Vidro e Laser de CO2. Foram utilizados 54 dentes anteriores recém-extraídos, divididos aleatoriamente em nove grupos de seis dentes cada e realizadas as apicectomias, como a seguir: Grupo I: apicectomia convencional (brocas); Grupo II: apicectomia convencional (brocas) + retrobturação com cimento de ionômero de vidro (VITREMER® ? 3M); Grupo III: apicectomia convencional (brocas) + vitrificação apical com Laser de Dióxido de Carbono (CO2); Grupo IV: apicectomia com radiação Laser de Er:YAG 250 mJ/15Hz; Grupo V: apicectomia com radiação Laser de Er:YAG 400mJ/6Hz; Grupo VI: apicectomia com radiação Laser de Er:YAG 250 mJ/15 Hz e vitrificação com cimento de ionômero de vidro (VITREMER® ? 3M); Grupo VII: apicectomia com radiação Laser de Er:YAG 400mJ/6 Hz e vitrificação com cimento de ionômero de vidro (VITREMER® ? 3M); Grupo VIII: apicectomia com radiação Laser de Er:YAG 250mJ/15Hz e vitrificação apical com Laser de CO2; Grupo IX: apicectomia com radiação Laser de Er:YAG 400mJ/6 Hz e vitrificação com Laser de CO2. Após impermeabilização das raízes, estas permaneceram imersas em Solução de Azul de Metileno a 2%, em recipientes individuais, por 48 horas, mantidas em Estufa Microbiológica (FANEM®) a 37º C. Após lavagem, os espécimes foram seccionados e avaliados em relação à infiltração apical mediante a utilização de uma Lupa Estereoscópica (ZEISS®) e submetidos à análise estatística através do teste de Kruskal-Wallis. Os resultados mostraram que, o grupo IV (apicectomia com Laser de Er:YAG 250mJ/15Hz) foi o que apresentou os mais altos níveis de infiltração. Grupo IX (Er 400mJ/06Hz + CO2) foi observado baixos níveis de infiltração do corante Observou-se menor infiltração apical do corante no Grupo V (Er 400mJ/6Hz). Nos Grupos III (Apic + CO2 ), Grupo VIII (Er250mJ/15Hz+ CO2) e, demonstrando assim a utilização dos Laseres em apicectomias. / Salvador

A joalheria tem se desenvolvido juntamente com novas tecnologias e aprimoramentos em processos de fabricação, sendo um reflexo de mudanças na sociedade e na indústria. Determinadas gemas, como a ágata, têm sido beneficiadas para a fabricação de adornos e ornamentos, contudo algumas características do material permanecem pouco estudadas, como modificações em sua microestrutura durante o processamento. Dentre as novas tecnologias de processamento para a ágata, encontra-se a gravação a laser CO2. A tecnologia está associada a determinadas modificações superficiais na gema através da geração de uma porosidade secundária, dado ao fato que o material possui uma porosidade natural em escala micrométrica. Durante a gravação, diversos parâmetros podem ser definidos para aperfeiçoar o resultado do processo. Assim, a padronização universal de desenhos vetoriais pode facilitar a execução da gravação, principalmente com a utilização de formas preenchidas, normalmente realizada com imagens do tipo bitmaps JPEG. Visando estudar os efeitos do laser no material, esta pesquisa apresenta uma análise tridimensional, não-invasiva e de alta-resolução de uma amostra de ágata gravada, por meio de análises qualitativas e quantitativas, baseadas em microtomografia computadorizada de raios X. Os resultados mostraram que os efeitos de porosidade secundária, trincas e fraturas de expansão térmica ocorrem principalmente devido à presença de água no interior da amostra, tanto natural quanto proveniente de reações químicas perante o aquecimento do laser. Os volumes de material removido por expulsão e vaporização foram quantificados e ponderados com relação à distância percorrida pelo feixe. Após a compreensão dos efeitos, foram realizadas análises de padronização de diferentes espaçamentos para gravação de formas simples e/ou complexas, abertas e/ou fechadas, e preenchidas, com perfilometria de contato e microscopias. A padronização foi utilizada como base para o depósito de uma patente de invenção. / Jewelry has been developed along with new technologies and improvements in manufacturing processes, thus reflecting changes in society and industry. Certain gemstones, such as agate, have been processed for the manufacture of ornaments and adornments, however, some characteristics of the material remain little studied, such as modifications on its microstructure during processing. Among the new processing technologies for agate is CO2 laser engraving. The technology is associated with certain superficial modifications in the gemstone through the generation of a secondary porosity, due to the material having a natural porosity in a micron scale. During engraving, several parameters can be set to improve the processing result. Thus, a universal standardization of vector drawings can facilitate the execution of the engraving, mainly with the use of filled forms, usually performed with JPEG bitmaps type images. Aiming to study the effects of laser on the material, this research presents a threedimensional, non-invasive, and high-resolution analysis of an engraved agate sample through qualitative and quantitative studies based on X-ray computerized microtomography. Results showed that the effects of secondary porosity, thermal expansion cracks, and fractures occur mainly due to the presence of water within the sample, both natural and derived from chemical reactions due to the laser heating. Removed material volumes by expulsion and vaporization were quantified and weighted with respect to the distance moved by the beam. After the understanding of the effects, standardization analyzes of different spacings were made for the engraving of simple and/or complex, open and/or closed, and filled forms, with contact profilometry and microscopies. Standardization was used as the basis for a patent deposit.

Considerando a eficácia limitada do flúor na proteção dos tecidos duros dentais contra a erosão, o objetivo do presente estudo foi investigar o potencial do laser de gás carbônico (CO2) (10,6 m), associado ou não a produtos fluoretados, na inibição da erosão de esmalte dental. Amostras de esmalte dental humano foram obtidas e divididas aleatoriamente em 8 grupos (n = 11): G1: controle (sem tratamento), G2: gel de Flúor Fosfato Acidulado (FFA), G3: gel de fluoreto de sódio (AmF/NaF), G4: solução de fluoreto estanhoso (AmF/SnF2), G5: laser de CO2 (0,3 J/cm2, 15 s, 226 Hz), G6: laser de CO2 + gel de FFA, G7: laser de CO2 + gel de AmF/NaF e G8: laser de CO2 + solução de AmF/SnF2. Após os tratamentos de superfície, as amostras foram imersas em ácido cítrico a 1% (pH 4,0, 3 minutos). Antes dos tratamentos de superfície e após o desafio ácido, a microdureza de superfície foi mensurada (0,49 N, 20 segundos) e os dados foram analisados estatisticamente através do teste ANOVA com subseqüentes comparações entre pares (p < 0,05). Os resultados mostraram que o grupo G3 (403,5 ± 25,0) apresentou a maior média de microdureza Knoop após o desafio ácido, seguido pelos grupos G2 (396,6 ± 45,0) e G6 (392,8 ± 24,9), sem diferença estatística entre eles. Dentre os grupos tratados com produtos fluoretados, o grupo G4 (305,5 ± 17,7) resultou em microdureza significativamente mais baixa que o G3 (403,5 ± 25,0) e o G2 (396,6 ± 45,0), os quais foram estatisticamente semelhantes entre si. Dentre os grupos tratados com laser, os grupos G5 (341,1 ± 23,8), G7 (374,9 ± 42,1) e G8 (328,6 ± 26,9) apresentaram valores de dureza estatisticamente semelhantes entre si. Dentro dos limites do presente estudo in vitro, pôde-se concluir que o tratamento com gel de AmF/NaF e gel de FFA (com ou sem irradiação prévia com o laser de CO2) mostrou potencial para controlar a progressão da erosão no esmalte dental humano. / Considering the limited effectiveness of fluoride in protecting dental hard tissues against erosion, the aim of the present study was to investigate the potential of the CO2 laser (10.6 m) associated to fluoride agents in inhibiting human enamel erosion. Human enamel samples were obtained and randomly divided into 8 groups (n = 11): G1: control (no treatment), G2: APF gel, G3: AmF/NaF gel, G4: AmF/SnF2 solution, G5: CO2 laser (0.3 J/cm2, 15 s, 226 Hz), G6: CO2 laser + APF gel, G7: CO2 laser + AmF/NaF gel and G8: CO2 laser + AmF/SnF2 solution. After surface treatment, samples were immersed in 1% citric acid (pH 4.0, 3 min). Knoop Surface microhardness (SMH) (0.49 N, 20 s) was measured before surface treatments and after surface softening. The data were statistically analyzed by ANOVA model with subsequent pairwise comparisons (p < 0,05). Group G3 (403.5 ± 25.0) presented the highest SMH means after softening, followed by Groups G2 (396.6 ± 45.0) and G6 (392.8 ± 24.9) with no statistically significant difference between them. Between the fluoride-treated groups, G4 (305.5 ± 17.7) resulted in significantly low SMH mean than G3 (403.5 ± 25.0) and G2 (396.6 ± 45.0), which were statistically similar to each other. Between the laser-treated groups, G5 (341.1 ± 23.8), G7 (374.9 ± 42.1) and G8 (328.6 ± 26.9) presented SMH means statistically similar to each other. Within the limits of the present in vitro study, AmF/NaF and APF application (with or without previous CO2 laser irradiation) have shown a potential to control erosion progression in human dental enamel.

Orientador: Ester Maria Danielli Nicola / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-08T17:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Teixeira_AnaCristinaCoelhoDalRio_D.pdf: 10054525 bytes, checksum: 9e44ad7f8a52711069574871543224a6 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Halitose é um sintoma constrangedor com grande impacto social. Afeta milhões de pessoas, no mundo todo, que gastam muitos recursos em produtos na tentativa de obter a melhora do hálito. Uma abordagem científica da halitose justifica-se, uma vez que esta diminui a qualidade de vida e pode ser indicativa de doenças que necessitam de diagnóstico e tratamento específico. Inicialmente, foi elaborado um protocolo de avaliação da halitose baseado na literatura e na experiência pessoal, com o objetivo de minimizar custos, evitar exames desnecessários e orientar o diagnóstico. A segunda etapa do trabalho consistiu na mensuração objetiva do hálito (através da técnica de Halitometria dos Compostos Sulfurados Voláteis) em uma população com Tonsilite Crônica Caseosa (TCC), pois esta apresenta íntima relação com a queixa de halitose. O perfil halitométrico dos portadores de TCC ainda não havia sido descrito. Observou-se que a presença do cáseo é um fator preditivo de halitometria anormal nessa população. Na terceira etapa, foi estudado o impacto da criptólise por coagulação com laser de CO2 em indivíduos portadores de TCC e queixa de halitose. A técnica demonstrou ser segura e bem tolerada, e os valores das halitometrias foram normalizados após o tratamento, em virtude da diminuição da formação de cáseos / Abstract: Halitosis is a very constraint symptom with a significant social impact. It is estimated that halitosis affects millions of people and these people regularly spend resources in products in order to improve their halitus. The study of halitosis in a scientific approach is justified once halitosis causes social restriction, decreases life quality and can be an indication of serious diseases that need diagnosis and specific treatment. Initially, a halitosis proposal for assessment protocol was elaborated based on the literature and on personal experience, with the objective of minimize costs, avoid unnecessary procedures and orientate diagnosis. The second part was the mensuration of halitosis (through the Volatile Sulphur Compounds Halitometry) in a population with Chronic Caseous Tonsillitis (CCT), since this disease is strongly related to the halitosis complaint. The halitometry profile in patients with CCT had not yet been described. In this study it was observed that caseum presence is a predictive factor for abnormal halitometry. On the third part, the impact of CO2 laser cryptolysis by coagulation in patients with CCT and halitosis complaint was studied. The technique using CO 2 laser ablation demonstrated to be safe, well tolerated, and halitometry values became normal after treatment, due to the decrease in caseum formation / Doutorado / Ciencias Biomedicas / Doutor em Ciências Médicas

Estudos têm mostrado que a dentina pode ser modificada pelo laser pulsado de CO2 tornando-a um substrato mais ácido-resistente. Este estudo in vitro se propôs a avaliar o efeito do laser de CO2, associado ou não à aplicação tópica de flúor, na redução da desmineralização de superfícies radiculares humanas, utilizando um laser pulsado de comprimento de onda 10,6 m. Cinquenta superfícies radiculares humanas obtidas de vinte e cinco terceiros molares foram aleatoriamente divididas em 5 grupos (n=10) com os seguintes tratamentos de superfície: G1 Nenhum tratamento (controle negativo), G2 Flúor Fosfato Acidulado (FFA- controle positivo), G3 Laser 4,0 J/cm2, G4 Laser 4,0 J/cm2 + FFA e G5 FFA + Laser 4,0 J/cm2. Após o tratamento da superfície, os espécimes foram submetidos a 7 dias de ciclagem de pH, permanecendo diariamente em soluções desmineralizadora e remineralizadora por 3 h e 21 h, respectivamente. Após o desafio ácido, os espécimes foram avaliados para determinar a perda mineral por meio do QLF. Pode-se concluir que o laser de CO2, associado ou não à aplicação tópica de flúor, é capaz de inibir a desmineralização da superfície radicular, contudo não se observa efeito sinérgico com a associação da irradiação com laser e tratamento com flúor. / Studies have shown that dentine can be modified by pulsed CO2 laser to form a more acid-resistant substrate. This in vitro research aimed to evaluate the effect of CO2 laser, associated or not the topical application of fluoride in reducing demineralization of human root surfaces using a pulsed laser of wavelength 10.6 m. Fifty human root surfaces obtained from twenty-five third molars were randomly divided into 5 groups (n=10) with the following surface treatments: G1 - No treatment (negative control), G2 - acidulated Phosphate Fluoride (FFA-positive control), G3 - Laser 4.0 J/cm2, G4 - Laser 4.0 J/cm2 + FFA and G5 - FFA + Laser 4.0 J/cm2. After surface treatment, specimens were subjected to 7 days of cycling the pH, remaining daily remineralizadora and demineralized in solutions for 21 h and 3 h, respectively. After acid challenge, the specimens were evaluated to determine the mineral loss through QLF. It can be concluded that the CO2 laser, with or without application of topical fluoride is able to inhibit the demineralization of root surface, however do not observed synergistic effect with the combination of laser irradiation and fluoride treatment.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um processo de fabricação de mini e microdispositivos fluídicos baseado na utilização de um equipamento de usinagem a laser de CO2 para criação de relevos sobre base de poli(metacrilato de metila) e na selagem térmica contra igual material. Inicialmente, o equipamento laser foi detalhadamente caracterizado, o que possibilitou elaborar métodos para a construção de microcanais de forma mais eficiente e com menores chances de defeitos. Tipicamente, os canais apresentaram seção transversal triangular em torno de 200 &#181;m de largura e 100 &#181;m de profundidade, sendo possível, no entanto, criar canais com outras características. A etapa de selagem entre a tampa e a base que apresentou melhores resultados consiste em pressurização acima de 6 kgf·cm-2 e aquecimento a 110 ºC durante 45 minutos, seguido de resfriamento por 1 h. Os microcanais selados por esta técnica, resistiram a pressões superiores a 3,5·kgf·cm-2. O processo desenvolvido se mostrou adequado para a criação de protótipos, sendo também suas principais características: (1) a facilidade de incorporação de regiões de grandes dimensões (como reservatórios) em conjunto com os microcanais, (2) número reduzido de etapas de produção e (3) boa uniformidade química da parede interna dos canais, o que é particularmente interessante para microdispositivos aplicados à Química Analítica / A microfabrication process based machining using CO2 laser on poly(methyl methacrylate) and thermal sealing is described. Initially, the laser equipment was characterized in detail, which allowed developing strategies for the construction of microchannels more efficiently and less failure-prone. Typically, the channels had a triangular cross section around 200 &#181;m in width and 100 &#181;m in depth. It is possible, however, create channels with other features. The sealing step that showed better results consists in to pressurize at 6 kgf·cm-2 and heating at 110 °C during 45 minutes, followed by natural cooling for 1 h. The microchannels sealed by using this procedure resisted pressures above 3.5 kgf·cm-2. The process proved to be adequate for prototyping and also has other main features: (1) easiness of incorporation of large regions (such as reservoirs) together with the microchannel; (2) reduced number of manufacturing steps and (3) good chemical uniformity of the inner wall of the channel, which is particularly interesting for microdevices applied to Analytical Chemistry.

Este estudo avaliou a eficiência do uso do laser de CO2 com comprimento de onda de 10,6 m como auxiliar na remoção de bráquetes estéticos cerâmicos. Para este estudo foram utilizados 105 pré-molares inferiores humanos recentemente extraídos, que receberam irradiações com laser de CO2 antes da descolagem dos bráquetes. Na primeira fase deste estudo, o objetivo foi mensurar e comparar a temperatura no compósito de colagem do bráquete e na câmara pulpar após aplicação do laser de CO2 , para observar a segurança para o esmalte, bem como se a temperatura era suficiente para fragilizar o compósito, facilitando a remoção do bráquete. Nesta etapa foram utilizados 30 pré-molares inferiores recentemente extraídos, sendo que cada um recebeu 4 irradiações com diferentes protocolos de maneira aleatória. Foram testados 12 diferentes protocolos variando o tempo de irradiação (3 e 5s), a duração do pulso (0,01 e 0,03s) e a potência (5, 8 e 10W). Cada protocolo foi utilizado por 10 vezes (n=10), totalizando 120 irradiações. Em todas as irradiações os corpos-de-prova foram imersos em banho térmico com água a 37º C. Foram encontrados 4 protocolos cuja variação da temperatura na polpa foi menor que 5,5º C, portanto compatível com a saúde da polpa. Na segunda etapa do estudo, o objetivo foi avaliar a resistência ao cisalhamento após a aplicação do laser utilizando os protocolos cuja temperatura na polpa não fosse superior a 5,5º C. Setenta e cinco pré-molares inferiores humanos foram divididos em 5 grupos, dos quais um não foi submetido à irradiação, sendo considerado Controle (C). Nos 4 grupos restantes, irradiações foram realizadas como descrito a seguir: Grupo I (potência 5W; tempo de pulso 0,01s; tempo de aplicação 3s), Grupo II (5W; 0,03s e 3s), Grupo III (8W; 0,01s e 3s) e Grupo IV (10W; 0,01s e 3s). Cada grupo foi formado por 15 corpos-de-prova (n=15). Após a descolagem do bráquete foi avaliado o Índice de Remanescente Adesivo (IRA). Após as mensurações e aplicação da Análise de Variância (ANOVA) e do teste de Tukey foi constatado que o único grupo que apresentou diminuição na força de remoção foi o IV (7,33 MPa) em relação ao grupo C (10,81 MPa) sendo assim considerado seguro e eficaz na diminuição da resistência do compósito. / This study evaluates the efficacy CO2 10,6 m laser-assisted debonding esthetic ceramic brackets. For this purpose it was used 105 recently extracted lower human premolars that were irradiated with CO2 laser before debonding. In the first phase, the objectives were to measure and compare the temperature in composite for bracket bonding and at the pulp chamber after CO2 laser irradiation, to observe the safety for enamel, as well the temperature was enough to softening the composite, making debonding bracket easier. In this part it was used 30 lower premolar recently extracted, and each one received 4 irradiations with different protocols, randomly choose. It was tested 12 different protocols varying time of irradiation (3 and 5s), pulse duration (0,01s e 0,03s) and power (5, 8 and 10W). Each protocol was repeated for 10 times (n=10), resulting 120 irradiations. In every irradiation the teeth tested were immerse in warm water bath at 37o C. It was found 4 protocols with pulp temperature lower than 5,5º C, so this is compatible with pulp health. In the second phase of this study, the objective was to evaluate the shear bond strength after laser irradiation, using the protocols with pulp chamber temperatures lower than 5,5º C. Seventy-five lower human premolars was shared in 5 groups. One group did not receive laser irradiation and considered Control (C) and the other groups the irradiation was made as it follows: Group I (power density 5W; pulse duration 0,01s; irradiation time 3s), Group II (5W; 0,03s, 3s), Group III (8W; 0,01s; 3s) and Group IV (10W; 0,01s; 3s). After results ANOVA and Tukey tests were made. Group IV presented lowering in SBS force (7,33 MPa) when compared with C (10,81MPa). This protocol was founded as a safe and efficient in softening composite layer.

A presente tese foi dividida em 2 estudos cujos objetivos específicos foram: 1) Comparar in vitro o efeito da irradiação do laser de CO2 a compostos fluoretados na inibição da progressão de lesões de cárie, e testar se o padrão de resposta é similar ao esmalte humano e bovino. 2) Avaliar in situ a progressão da lesão de cárie no esmalte bovino e verificar as quantidades de flúor no biofilme e no esmalte após tratamento com verniz fluoretado associado ou não ao laser de CO2. No primeiro estudo, 96 fragmentos de esmalte (48 humanos e 48 bovinos) foram distribuídos aleatoriamente em 4 grupos (n=12): CO2 - laser de CO2 (10,6 &micro;m), VF - verniz fluoretado a 5%, FFA - flúor fosfato acidulado a 1,23% e ST - sem tratamento. Os espécimes foram submetidos a 14 dias de desafio cariogênico (ciclagem de pH). A microdureza (KHN) foi medida a 30 &micro;m da superfície. Vinte fragmentos adicionais de cada substrato receberam os mesmos tratamentos (n=5) e foram analisados em microscopia eletrônica de varredura (MEV).No estudo in situ (cruzado e realizado em 2 fases de 14 dias cada), 14 voluntários (n=14) utilizaram um dispositivo palatino contendo blocos de esmalte bovino que foram previamente submetidos a um dos 4 tratamentos: VF + CO2 - verniz Fluoretado a 5% + laser de CO2, VF- verniz fluoretado a 5%, VP - verniz placebo sem flúor, VP + CO2 - verniz placebo + laser de CO2. Biofilme dental foi acumulado sobre os blocos e 6 vezes ao dia os voluntários gotejavam solução de sacarose, simulando um desafio cariogênico. Após cada fase, os blocos foram removidos para avaliação da desmineralização do esmalte (teste de microdureza) e concentração de fluoreto no biofilme e esmalte após o desafio cariogênico. A microdureza foi avaliada pela Análise de Variância e teste de Tukey e as dosagens de flúor no biofilme e esmalte pelo teste não paramétrico de Friedman (&alpha; = 5%). No estudo in vitro, verificou-se que o laser de CO2 promoveu a menor perda mineral, seguido do tratamento com VF e FFA, o desempenho inferior na inibição da progressão de cárie foi obtido com o grupo controle (ST) (p < 0,05), em resumo: CO2 > VF > FFA > ST. O dente bovino apresentou maiores valores de microdureza que o humano, embora o comportamento dos substratos tenha sido o mesmo para todos os tratamentos. A MEV demonstrou presença de fino precipitado granuloso para o grupo VF e fusão e fissuras para o grupo tratado com CO2. No estudo in situ, independentemente da aplicação dos vernizes fluoretado ou placebo, a microdureza do esmalte foi estatisticamente superior (p < 0,05) quando esse substrato foi irradiado com laser de CO2. Quando a aplicação dos vernizes não foi seguida pela irradiação com laser de CO2, não houve diferença estatisticamente significante (p > 0,05) na microdureza do esmalte bovino em função do uso do produto fluoretado e placebo. Ao analisar o biofilme dental, observou-se que o grupo tratado com VF apresentou maior quantidade de flúor, estatisticamente diferente dos demais grupos (p < 0,05), que foram estatisticamente semelhantes entre si (p > 0,05). No esmalte, a maior quantidade de flúor foi encontrada no grupo VF + CO2 (p < 0,05), que não diferiu estatisticamente do VF (p > 0,05). Conclui-se que: 1) O laser de CO2 controlou a progressão de cárie in vitro mais eficazmente que compostos fluoretados de alta concentração e, que o esmalte bovino pode ser um substituto ao esmalte humano em estudos desta natureza; 2) O laser de CO2 promoveu maior inibição da progressão de cárie, em modelo in situ, independentemente da aplicação dos vernizes fluoretado ou placebo. O uso do verniz fluoretado resultou em maior quantidade de flúor no biofilme dental, enquanto que, a associação verniz fluoretado e laser de CO2 proporcionou maior incorporação de flúor no esmalte. / This thesis was divided into 2 studies whose specific objectives were: 1) To compare the ability of CO2 laser and fluoride sources to inhibit caries-like lesions in human enamel and to test whether a similar pattern of response would hold for bovine enamel. 2) Evaluate in situ the progression of caries lesions in bovine enamel and to verify the amount of fluoride present in biofilm and enamel after treatment with fluoride varnish combined with CO2 laser. In the first study, 96 enamel slabs (48 from bovine and 48 from human teeth) were randomly distributed into 4 groups (n=12): CO2 - CO2 laser, FV - 5% fluoride varnish, APF - 1.23% acidulated phosphate fluoride gel, or WT - without treatment (control). Specimens were subjected to a 14-day in vitro cariogenic challenge. Microhardness (SMH) was measured at 30 &micro;m from the surface. Additional 20 slabs of each substrate (n=5) received the same treatment described above and were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). In the in situ study (crossover and performed in 2 phases of 14 days each), 14 (n = 14) wore palatal appliance with bovine enamel blocks that were previously submitted to one of the 4 treatments: FV + CO2 - 5% fluoride varnish + CO2 laser, FV - fluoride varnish, PV - placebo varnish without fluoride, PV + CO2 - placebo varnish + CO2 laser. Dental biofilm was allowed to accumulate on the blocks and 6 times a day a drop of sacarose solution was dispensed into emamel blocks by volunteers, simulating a cariogenic challenge. After each phase, the blocks were removed to evaluate enamel demineralization (microhardness test) and concentration of fluoride in biofilm and enamel after cariogenic challenge. Microhardness was evaluated by ANOVA and Tukey test, and the amount of fluoride present in biofilm and enamel were analysed by non-parametric Friedman test (&alpha; = 5%). CO2 laser promoted the least mineral loss. Treatment with FV resulted in the second highest values, which was followed by APF. Untreated specimens performed the worst (p < 0,05), in summary: CO2 > FV > APF > WT. Bovine teeth presents higher values of microhardness than human, although the performance of both substrates were the same. SEM showed a granulate precipitate on FV group and fusion ang fissures on lased-specimens. In in situ study, regardless of the application of fluoride or placebo varnish, the microhardness of enamel was statistically superior (p < 0.05) when the substrate was irradiated with CO2 laser. When the varnishes application were not followed by the irradiation of CO2 laser, no significant statistical diference were observed in the bovine enamel (p > 0.05). When analyzing the dental biofilme, it was observed that the group treated with VF presented larger amount of fluoride, statistically different from the other groups (p < 0.05), which were statistically similar among themselves (p > 0.05). In the enamel, the largest amount of fluoride was found in the FV + CO2 group (p < 0.05), which was not statistically different from FV (p > 0.05). It was concluded that: 1) CO2 laser may control caries progression more efficiently than fluoride sources and bovine teeth may be a suitable substitute for human teeth in studies of this nature; 2) CO2 laser promoted larger inhibition of the caries progression, in in situ model, independently of the application of fluoride or placebo varnish. The use of fluoride varnish fluoretado resulted in larger amount of fluoride in dental biofilme, while, the association of fluoride varnish and CO2 laser provided larger fluoride uptake in the enamel.