Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8038_1.pdf: 1909375 bytes, checksum: 98a3b26ab75d3d4695956f7c3eedc587 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / Estudamos a dinâmica da corrente de descarga de um laser de CO2 no regime caótico. O laser, de modelo convencional, tem como meio amplificador um tubo de des¬carga de comprimento 75 cm, que contém uma mistura dos gases CO2, N2 e He nas proporções 1:1:3 respectivamente, e urna pressão média de 7 Torr. Esta mistura constitui o meio amplicador. Dentro da cavidade ótica, do tipo Fabry-Pérot, há uma célula de 5 cm de comprimento com gás saturável de SF 6, a uma pressão média de 75 militorr. A cavidade ótica com 150 cm de comprimento tem em um dos extremos um espelho de raio de curvatura de 5 m e 100% de refletividade, colocado num PZT para movimentos finos. No outro extremo há uma grade de difração com 150 linhas/rnrn e 20% de acoplamento de saída. O PZT faz urna varredura de comprimento de cavidade que cobre de 60 MHz sobre a linha de transição 10P(18) do Laser de CO2. Neste trabalho estudamos a dinâmica do efeito fotogalvânico, com o laser de CO2 operando em modo Q-switching. Para observar tal efeito colocamos um resistor de 1kΩ em série com o circuito da corrente do tubo de descarga. Medimos então a queda de potencial neste resistor, sensível às variações que ocorrem na corrente em função da potência da radiação laser dentro a cavidade. Para obter um bom sinal, estas flutuações da diferença de potencial são estudadas através da modulação da cavidade laser e com um amplificador Lock-in. Neste caso o que se observa é urna média de pulsações rápidas. Estas médias mostrarão um comportamento parecido com as médias temporais da intensidade do laser de CO2 observadas continuamente. A dinâmica para a corrente é mais lenta que a dinâmica da intensidade, o que está de acordo com modelos de transferência de energia entre os níveis excitados do CO2 e a descarga do plasma

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T23:05:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CelisAriza_OscarJavier_D.pdf: 10909211 bytes, checksum: 25518eb40de039638e4cc39a2cb6790e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O potencial aproveitamento dos resíduos de petróleo obtido por destilação atmosférica ou a vácuo tem estimulado a procura de novos processos com a finalidade de transformar estas frações de baixo valor comercial, em derivados nobres de alto valor, tais como a gasolina e o GLP. O craqueamento térmico (viscorredução, coqueamento retardado) ou craqueamento catalítico (FCC, hidrocraqueamento) fazem parte deste grupo de processos amplamente utilizados em todo o mundo. Contudo, um dos desafios é procurar novas técnicas que facilitam a produção destas frações de alto valor, a partir de resíduos que atualmente não têm sido aproveitados para esta finalidade. Uma das desvantagens nos processos convencionais refere-se ao elevado consumo de energia para chegar à temperatura inicial das reações de quebra dos hidrocarbonetos. Porém, uma nova técnica rápida de craqueamento térmico destas frações foi desenvolvida e avaliada. A técnica proposta consistiu na utilização de sistema laser de CO2 e scanner óptico de varredura para focalização do feixe de laser diretamente no resíduo de petróleo com a finalidade de quebrar quimicamente os hidrocarbonetos por meio da energia térmica (aquecimento) gerada pela interação laser/petróleo. Sendo assim, nesta Tese, foi realizado um estudo experimental e de simulação para avaliar as melhores condições de operação do laser (potência, velocidade de varredura e número de varreduras) que permitam um melhor ganho na seletividade dos produtos. Testes experimentais foram desenvolvidos para um resíduo atmosférico chamado ETA e um de seus resíduos obtido pela destilação molecular. Particularmente, foram avaliadas as concentrações da fração gasosa (C1-C4, CO, CO2 e H2), fração líquida (gasóleo atmosférico, leve, pesado e super pesado) e a distribuição da massa molar dos produtos. Na avaliação da técnica foi feita uma prévia caracterização termofísica dos resíduos (por meio de dados experimentais ou modelos empíricos) para a simulação da melhor distribuição de temperatura do laser na superfície e no interior do material, desenvolvida na plataforma comercial computacional ANSYS CFX 13.0 ®. Finalmente, a partir dos dados de simulação e experimentais foi possível obter uma maximização da concentração do gasóleo atmosférico e leve (10 e 2 vezes a mais em comparação à amostra não-irradiada, respectivamente), além de uma minimização da fração de gasóleo pesado. Resultado obtido no ponto ótimo de operação do laser a uma potência de 41,5W, velocidade de varredura 0,6 m/s e número de varreduras de 8. A máxima conversão do resíduo molecular ETA obtido por craqueamento via laser de CO2 foi alcançada em 25%, mas em curtos instantes de tempo e pressão atmosférica. Segundo o grau de conversão, a nova técnica de craqueamento térmico de frações pesadas de petróleo por radiação laser pode ser classificada como uma técnica de craqueamento por viscorredução / Abstract: A better use of petroleum residues obtained by atmospheric or vacuum distillation has stimulated the research for new processes in order to transform these fractions of low commercial value into high value products, such as gasoline and LPG. The thermal cracking (viscobreaking, delayed coking) or fluid catalytic cracking (FCC, hydrocracking) has been part of kind of processes used world widely. However, the main challenge is to find new techniques that facilitate the production of these high-value fractions. One of the disadvantages in the above processes has been the high energy consumption to reach the initial temperature of the hydrocarbon reactions. For this reason, a new technique of rapid thermal cracking of these fractions was developed. The technique proposed consists in use a CO2 laser system with optical scanner to focus and driving the laser beam directly into the petroleum residue in order to crack the hydrocarbons through the thermal energy (heat), which is generated by the laser/petroleum interaction. Therefore, in this thesis, an experimental and simulation studies to evaluate the best laser operational conditions (laser power, scanning speed and number of scans) were proposed. Experimental tests have been employed for an atmospheric residue called ETA and for one of its residues obtained by molecular distillation. Specifically, the gas fraction yield (C1-C4, CO, CO2 and H2), liquid fraction yield (atmospheric, light, heavy and super heavy gas oils) and molar mass distribution of the products were determinated. In order to improve the research, a thermophysical characterization of the residues (by experimental data or empirical models) was developed. This part was an important topic to simulate the temperature distribution within the petroleum residue and it was performed by the commercial computational tool ANSYS CFX 13.0®. It was shown by both simulation and experimental data that a maximization of atmospheric and light gas oil yields (respectively, 10 and 2 times more in comparison with the not irradiated sample) was obtained and further a minimization of heavy gas oil yield. These results have been obtained at the best operational condition of laser of CO2, such as: power beam 41,5W, scanning speed of 0,6 m/s and number of scans of 8. A maximum conversion of 25% was obtained for the molecular residue ETA but with short time instant atmospheric pressure. Moreover, according to the conversion degree, the new thermal cracking technique of heavy petroleum fractions by laser radiation can be classified near to the viscobreaking technique / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

O Laser de Alta potência, também denominado, Laser Cirúrgico, tem sido usado em procedimentos médicos, para coagulação e vaporização dos tecidos. O maior problema, hoje encontrado, pela medicina no uso deste Laser, especialmente o laser de CO2, é a destruição térmica, causada pelo acúmulo de energia, convertida em calor, nos tecidos adjacentes, por ele irradiado. Uma vez absorvida esta energia, o tecido acumulará mudanças, que ocorrerão, durante o processo de irradiação e resfriamento. Estas variações poderão ir desde: uma mudança física, química e alterando completamente, os mecanismos biológicos, antes efetuados, pelo tecido irradiado. Este estudo tem como objetivo, analisar tais mudanças, verificando as diferenças morfológicas e geométricas, bem como utilizar experimentação para reconhecer, as zonas limitantes, ao processo de ablação. Para isto, quatro partes iguais de uma mandíbula bovina, foram usadas. Sendo que, cada uma destas, recebeu uma potência, diferente de laser. A cada amostra, foi aplicada a potência escolhida, em cinco diferentes tempos, mantendo uma distância aproximada de 250mm, entre uma aplicação e outra, com uma distância focal de 6mm. Em primeiro, observou-se característica macroscópica da região de interação, utilizando-se de um modelo zonal, para análise. Através de uma análise, mais aprofundada, com o uso de microscopia eletrônica, pode-se notar as variações imprevistas, ocorridas pelo processo de acúmulo e condução térmicos, advindos da ablação. A região de interação foi delineada em zonas de variações, denominadas as mesmas, como: Z I, Z2, e Z3. Sendo que a Z1, é o diâmetro formado pelo ponto de penetração da luz no tecido, ora irradiado.(Cratera). Z2 é o diâmetro envolvendo, a primeira camada de alteração do tecido irradiado, circundante a cratera. Z3, determina todo o diâmetro das alterações, por nós verificadas nas microfotografias. A partir deste ponto, usamos as amostras irradiadas, para calcular a quantidade de material removido, pela ablação. Através de um corte histológico, parafinado, analisamos todas profundidades, dos orifícios de entrada, formadas pela interação, por nós estudadas. Para cada lâmina, foi feita uma medida, da profundidade, formada pela entrada do raio, e pela material removido pela ablação. Tendo-se as medidas dos orifícios das crateras, as profundidades das mesmas, calculamos, aproximadamente, o material removido pela ablação. Considerando para isto, que os orifícios de penetrações, sendo, todos eles, de formatos de circunferências e as profundidades, em formatos Gaussianos. Obtendo, portanto, um formato conforme, para cada cratera. . Obtivemos, a partir do calculo matemático, o volume de massa de material retirado por ablação / The high power lasers are being widely used in surgical procedures, where there are vaporization and coagulation of the soft tissues. For hard tissues, such as, bones and teeth, pulsed lasers are stranded out because they may cause less thermal damage, as an example, the CO2 laser. Termal effects on tissue are recognized as being an accumulation of changes that occur during the entire period of irradiation and ensuing cooling (Mc KENZIE 1990). Located heating is affected by termal conductivity and convection by blood flow. Upon heating tissue experiences an alteration in a variety of physical, chemical and biological mechanism at the scale of chemical, organelle cell and tissue. Changes in tissue geometry and local microcirculation, could be affected. The purpose of these studies was to verify the physical and chemical variation and also reactions during the process of light exposure in the bone parts, especially the laser beam ablation patters. The generation of craters and other abnormal superficial termal damage, and craters that\'s show irregular wall contours. The relation and interaction between medicai CO2 laser beam and animal, human, and other biological tissues. For this experiment, a cattle\' s jaw, of four years old, were chosen for these experimental. Procedure to be described in this paper Those jaws were cut in four different pieces, in an effort, those parts were kept in the same shape and size, so no different variation of depth or length, would make it improper for the studies about to be made. Numbers were put in each different piece, showing in each sample, the time and the potency that were applied in that part. All samples were under favorable conditions (with long pulses and without water spray). Since classical pathology techniques for characterizing thermal damage to tissue are based on the microscopic examination of prepared tissue specimens for evidence of coagulation necrosis (nuclear psychoses, disintegration of organelles, hyalinization of collagen, loss of birefringence in muscle tissue, carbonization, etc.) Once the experimental appliance were done, a different colored circle were clear and optical visible around each bole, In a suggestion of that changes have happened in the material, used indeed. For almost, all the averages of the holes, in the electronic microscope, could be seeing the presence of minimal layer of superficial carbonization in the remaining bone. Therefore, the bone that received irradiation caused by CO2 laser, in a agreement with the proposal methodology, showed a variation of the tissue, that changed as the exposure changed the TIME/POWER. For each different pulse, the samples were analyzed. The tissues response to extreme temperature change in this zone usually consists of immediate coagulation necrosis, coagulation of vessels and macroscopic destruction of the tissue. An intermediary volume Between the necrosis core and the reversibly affected region is referred to as the Marginal Zone\". Therefore in this task, we called each analyzed zone as Z1 for the crater\'s diameter and Z2 for following areas, and finally, Z3 for the total diameter of the affected tissue. . All the measured zones, contains the shift from perfusion increases to coagulation, and the transition from structurally intact cells to dead cells. The most interest, issue that this study, may bring up, is for the clinical for the future\'s procedures because it contains the boundaries between the reversible and the irreversible tissue changes. Very few studies describe the presence and the address the consequences of the ablative aberrations, which can frequently and randomly happen during laser surgery. The knowledge of the different boundaries, of the affected areas, could predict severe impacts on the quality of the final surgical outcome, specially, when precision surgery techniques are required. The results of this discussed experiment shows how important it is to constantly and carefully observe, both the irradiated tissue\'s structure and the beam\'s broadening at the surface during the ablation.

O aumento da prevalência de lesões erosivas tem levado a um crescente interesse por medidas preventivas e para controle de tais lesões. Este estudo avaliou in vitro e in situ o efeito da associação de fluoretos à irradiação com laser de CO2 na permeabilidade do esmalte dental erodido. Para o experimento in vitro, foram selecionados oitenta fragmentos (n=10) de esmalte bovino (3x2x2 mm). Para formação de lesão de erosão, os espécimes foram submetidos a desafios ácidos iniciais duas vezes ao dia, durante dois dias, através de um regime alternado de erosão e remineralização. Para isso, os espécimes foram imersos individualmente em 20 ml de suco de laranja (pH 3,84) por 5 min sob agitação, enxaguados com água deionizada e armazenados em saliva artificial por 4 h. Os espécimes com as lesões de erosão pré-formadas foram divididos em 4 grupos para serem submetidos aos diferentes tratamentos: amina fluoretada (AmF), tetrafluoreto de titânio (TiF4), fluoreto de sódio (NaF) e placebo. Metade dos espécimes foi irradiada no modo contínuo com laser de CO2 ( λ= 10.6 µm; 2.0 W). Após a realização dos tratamentos, foram simulados novos desafios erosivos durante 2 dias, utilizando o mesmo protocolo descrito anteriormente. Terminadas as ciclagens, os espécimes foram preparados para a avaliação da permeabilidade, sendo submetidos ao método de coloração histoquímica. Uma vez obtidos os resultados do estudo in vitro, foi conduzido um experimento in situ constituído por um delineamento crossover, com duas fases de 5 dias cada. No estudo in situ, os fatores em estudo foram os tratamentos (TiF4 e placebo) e a aplicação do laser de CO2 (presente ou ausente.) Os fragmentos de esmalte bovino foram montados em dispositivo palatino para serem instalados nos participantes para a realização dos desafios erosivos, através da ingestão de 10 alíquotas de 25 ml cada, (9, 11, 13 e 15h). A avaliação da permeabilidade foi realizada conforme descrita para o estudo in vitro. Os dados foram analisados através da ANOVA e Tukey. No estudo in vitro, houve interação significativa entre fluoreto e laser (p=0,0152). Quando os géis fluoretados foram aplicados sozinhos, TiF4 promoveu menor permeabilidade do esmalte do que aquela observada após a aplicação do placebo, enquanto resultados intermediários foram encontrados para os géis de NaF e AmF. Redução na permeabilidade do esmalte foi observada quando a aplicação dos fluoretos foi associada à irradiação com laser de CO2 . No estudo in situ, houve efeito significativo da interação entre os fatores fluoreto e laser de CO2 (p = 0,0002). Em relação ao placebo, a aplicação do TiF4 reduziu significativamente a permeabilidade do esmalte, para substratos irradiados ou não. Mediante a aplicação do placebo, o laser foi capaz de reduzir significativamente a permeabilidade do esmalte, porém, quando se utilizou o TiF4, a aplicação do laser não implicou em redução da permeabilidade. Combinada à aplicação de gel fluoretado, a irradiação com laser de CO2 pode representar uma medida adjuvante no controle da permeabilidade do esmalte erodido. / The increased prevalence of erosive lesion has led to a growing interest of preventive means and to control such lesions. This study evaluated in vitro and in situ the effect of fluoride compounds combined with a CO2 laser on permeability of eroded dental enamel. To in vitro experiment, 80 bovine enamel slabs (n=10) were selected. To create erosion-like lesions, specimens were submitted to inicial erosive challenges, twice a day, during two days, through an alternating erosive and remineralizing regimen. For that, specimens were immersed in 20 ml of orange juice (pH 3.84) for 5 min under agitation, rinsed with deionized water and stored in artificial saliva for 4 h. Specimens with pre-formed lesions were divided into four groups to be treated with different fluoride gels: amine fluoride (AmF), titanium tetrafluoride (TiF4 ), sodium fluoride (NaF) and placebo. Half of the specimens were irradiated with CO2 laser ( λ= 10.6 µm; 2.0 W).Then, specimens were further cycled twice through the previously described erosive-remineralizing regimen. After cycled, specimens were subjected to permeability assessment. Once the results of in vitro study were obtained, an in situ experiment, consisting of a crossover design, with 2 phases of 5 days each, was performed. To in situ study, factors involved were treatments (TiF4 and placebo) and CO2 laser irradiation (present or absent). Bovine enamel slabs (n=10) were placed in palatal device to perform erosive challenges. Volunteers ingested orange juice as 250 mL volumes 4 times per day (9,11,13,15h). Permeability assessment was performed as described to in vitro study. Data were analyzed by ANOVA and Tukey. In vitro study demonstrated significant interaction between fluoride and laser (p = 0,0152). When fluoride gels were applied alone, TiF4 provided to enamel lower permeability than that observed following placebo application, while intermediate results were found to NaF and AmF gels. Reduction of enamel permeability was observed when fluorides were combined to CO2 laser irradiation. To in situ study, there was significant interaction between fluoride and laser (p=0,0002). When compared to placebo, TiF4 application reduced significantly enamel permeability, regardless of irradiation. Through application of placebo, laser was able to reduce significantly enamel permeability; however, when TiF4 was applied, laser irradiation did not decreased permeability. Combined to fluoride gel application, CO2 laser irradiation can represent an adjunctive way in controlling eroded enamel permeability.

O presente estudo, composto por 2 experimentos in situ, buscou avaliar o efeito da irradiação com laser de CO2 no controle da progressão de lesões de erosão e, posteriormente, analisar a influência da abrasão em superfícies irradiadas e erodidas. No primeiro experimento, 56 fragmentos de incisivos bovinos (5x3x2.5mm) tiveram suas superfícies de esmalte divididas em 4 áreas: 1. Hígida (área de referência); 2. Erosão inicial; 3. Tratamento (irradiado ou não com laser de CO2); 4. Após fase in situ. O desafio erosivo inicial foi realizado com ácido cítrico 1% (pH=2,3) por 5 minutos, 2x/dia, por 2 dias. Os espécimes foram divididos em 2 grupos de acordo com o tratamento da superfície: irradiados com laser de CO2 ( λ= 10,6 m; 0,5 W) e não irradiados. Após um período de lead-in de 2 dias, 14 voluntários usaram um dispositivo intraoral palatino contendo 2 espécimes (irradiado e não irradiado), em 2 fases intraorais de 5 dias cada. Seguindo um desenho cross-over, durante a primeira fase, metade dos voluntários imergiu seu dispositivo em 100mL de ácido cítrico por 5 minutos, 3x/dia, enquanto a outra metade usou água deionizada (controle). Os voluntários foram cruzados quanto aos desafios na segunda fase. O desgaste do esmalte foi determinado quantitativamente por um perfilômetro óptico e a morfologia da superfície do esmalte foi avaliada qualitativamente por microscopia eletrônica de varredura. ANOVA a três critérios para medidas repetidas mostrou que não houve interação significativa entre desafio erosivo e irradiação com laser de CO2 (p=0,419). O desafio erosivo aumentou significativamente o desgaste do esmalte (p=0,001), independente de ter sido realizada ou não a irradiação com laser de CO2. Não houve diferença no desgaste do esmalte entre os espécimes irradiados e não irradiados (p=0,513). No segundo experimento, o preparo e seleção dos espécimes de esmalte bovino, a indução das lesões de erosão iniciais e os tratamentos foram realizados como no primeiro experimento. Após um período de 2 dias de lead-in, 12 voluntários usaram um dispositivo palatino contendo dois espécimes irradiados e dois não irradiados, em duas fases intraorais de 5 dias cada. Seguindo um protocolo split-mouth, os voluntários imergiram extraoralmente, durante 5 minutos, os dispositivos em ácido cítrico 3x/dia por 5 dias. Uma hora após cada desafio erosivo, um espécime irradiado e um não irradiado foram escovados usando uma escova elétrica e slurry de dentifrício. As variáveis de resposta foram as mesmas empregadas no primeiro experimento. ANOVA a dois critérios revelou que não houve interação significativa entre desafio erosivo-abrasivo e irradiação com laser de CO2 (p=0,614). A irradiação laser não influenciou no desgaste do esmalte (p=0,742). O desgaste do esmalte dos espécimes submetidos a erosão + abrasão não foi diferente daquele verificado quando a erosão foi realizada sozinha (p=0,626), independente do laser de CO2 ter sido aplicado ou não. Pode-se concluir que, em condições intraorais, a irradiação com laser de CO2 não controlou a progressão de lesões de erosão nem de lesões de erosivo-abrasivas no esmalte. / This study, composed of 2 in situ experiments, aimed to evaluate the effect of CO2 laser irradiation to control the progression of erosive lesions and, after, analyze the influence of abrasion on irradiated and eroded surfaces. At the first experiment, 56 slabs of bovine incisors (5x3x2.5mm) had its enamel surface divided in 4 areas: 1. Sound (reference area); 2. Initial erosion; 3. Treatment (irradiated or not with CO2 laser); 4. After in situ phase. The erosive challenge was performed with 1% citric acid (pH 2.3), during 5 minutes, 2x/day, for 2 days. The specimens were divided in 2 groups according to the surface treatment: CO2 laser irradiated (λ = 10.6 m; 0.5 W) and non-irradiated. After a 2-day-lead-in period, 14 volunteers wore an intraoral palatal device containing 2 specimens (irradiated and non-irradiated), in 2 intraoral phases of 5 days each. Following a crossover design, during the first phase, half of the volunteers immersed its device on 100mL of citric acid during 5 minutes, 3x/day, while the other half immersed on deionized water (control). Volunteers were crossed on the challenges on the second phase. The enamel wear was quantitatively determined by an optical profilometer and the morphology of enamel surface was qualitatively evaluated by scanning electron microscopy. Three-way ANOVA for repeated measures showed that there was no significant interaction between erosive challenge and CO2 laser irradiation (p=0.419). The erosive challenge significantly increased the enamel wear (p=0.001), regardless of irradiated or not with CO2 laser. There was no difference on the enamel wear of irradiated and non-irradiated specimens (p=0.513). At the second experiment, preparation and selection of bovine enamel specimens, induction of initial erosive lesion and treatments were performed as already described for the first experiment. After a 2-day-lead-in period, 12 volunteers wore and intraoral palatal device containing 2 irradiated and 2 non-irradiated specimens, at two intraoral phases of 5 days each. Following a split-mouth protocol, volunteers immersed the devices extra orally, during 5 minutes, in 1% citric acid, 3x/day for 5 days. One hour after each erosive challenge, one irradiated and one non-irradiated specimen were brushed with an electrical toothbrush and dentifrice slurry. The response variables were the same studied at the first experiment. Two-way ANOVA revealed that there was no significant interaction between erosive-abrasive challenge and CO2 laser irradiation (p=0.614). The laser irradiation did not influence on the enamel wear (p=0.742). The enamel wear presented by the specimens subjected to erosion + abrasion did not differ from that verified when the erosion was performed alone. It can be concluded that, in intraoral conditions, the CO2 laser irradiation did not controlled the progression of erosive lesions or erosive-abrasive lesions on enamel

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2014-07-15T20:00:20Z No. of bitstreams: 1 Tese_ Odonto_Estela de Souza Soares.pdf: 816299 bytes, checksum: 4390c35cb72f75f81f9490d6cbce899d (MD5) / Approved for entry into archive by Flávia Ferreira (flaviaccf@yahoo.com.br) on 2014-07-18T17:02:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_ Odonto_Estela de Souza Soares.pdf: 816299 bytes, checksum: 4390c35cb72f75f81f9490d6cbce899d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-18T17:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_ Odonto_Estela de Souza Soares.pdf: 816299 bytes, checksum: 4390c35cb72f75f81f9490d6cbce899d (MD5) / Os laseres têm sido usados em diversas especialidades médicas por mais de uma década. Um dos laseres mais usados na Odontologia é o laser do CO2, o qual tem uma excelente absorção em tecidos bucais, por isso é largamente utilizado em cirurgia de tecidos moles. Além dos laseres cirúrgicos, a laserterapia tem sido usada com sucesso em diversas circunstâncias como no combate a dores e em reparo de feridas. Neste estudo foram utilizados 54 ratos machos (Ratus norvegicus albinus, linhagem Wistar) com cerca de 8 semanas e pesando em média 250g, mantidos em ciclos de dia/noite de iluminação e temperatura ambiente. Os animais foram mantidos em caixas plásticas em grupos de três e alimentados com dieta padronizada, com água "ad libitum". Sob GA (hidrato de Cloral de 10%) foi realizada ferida padronizada no dorso dos animais previamente tricotomizados, utilizando bisturi convencional (grupos 1, 2 e 3) ou com o laser do CO2 Sharplan, 20C, 5W, RSP (grupos 4, 5, e 6). Os grupos 1 e 4 foram os controles, os grupos 2 e 5 foram tratados com a terapia a laser de λ660nm (20J/cm2, 30mW, diâmetro de 3mm) e os grupos 3 e 6 foram tratados com laserterapia de λ830nm (20J/cm2, 40mW, diâmetro de 3mm). A terapia do laser foi aplicada transcutanamente em quatro pontos em torno da ferida e começada imediatamente depois da cirurgia, repetida no dia seguinte e depois a cada 48h durante o tempo experimental (3, 8 ou 14 dias). Os animais foram sacrificados dentro dos princípios da bioética, com overdose do anestésico geral e os espécimes foram processados para exame histológico, corados em H&E, Picrosirius e imunomarcados com α-actina e Vimentina. A análise histológica foi baseada em diversos aspectos do processo de reparo como: reepitelização, formação de colágeno, edema, neovascularização, infiltrado inflamatório, presença do miofibroblastos e fibroblastos. Os resultados evidenciaram reparo mais precoce no grupo 2, bem como maior maturação da matriz colagênica e aceleração da resposta inflamatória foram vistos em todos os grupos irradiados quando comparado a seus controles. A imunomarcação evidenciou menor presença de miofibroblastos em feridas feitas com laser do CO2 quando comparado àquelas executadas com bisturi. O estudo concluiu que a laserterapia ofereceu um melhor padrão histológico de reparo, com uma formação mais avançada de colágeno, uma resposta inflamatória mais rápida e menor formação de edema, assim como menor contração e formação de cicatriz em feridas realizadas com laser de CO2.

O aumento da prevalência de lesões erosivas tem levado a um crescente interesse por medidas preventivas e para controle de tais lesões. Este estudo avaliou in vitro e in situ o efeito da associação de fluoretos à irradiação com laser de CO2 na permeabilidade do esmalte dental erodido. Para o experimento in vitro, foram selecionados oitenta fragmentos (n=10) de esmalte bovino (3x2x2 mm). Para formação de lesão de erosão, os espécimes foram submetidos a desafios ácidos iniciais duas vezes ao dia, durante dois dias, através de um regime alternado de erosão e remineralização. Para isso, os espécimes foram imersos individualmente em 20 ml de suco de laranja (pH 3,84) por 5 min sob agitação, enxaguados com água deionizada e armazenados em saliva artificial por 4 h. Os espécimes com as lesões de erosão pré-formadas foram divididos em 4 grupos para serem submetidos aos diferentes tratamentos: amina fluoretada (AmF), tetrafluoreto de titânio (TiF4), fluoreto de sódio (NaF) e placebo. Metade dos espécimes foi irradiada no modo contínuo com laser de CO2 ( λ= 10.6 µm; 2.0 W). Após a realização dos tratamentos, foram simulados novos desafios erosivos durante 2 dias, utilizando o mesmo protocolo descrito anteriormente. Terminadas as ciclagens, os espécimes foram preparados para a avaliação da permeabilidade, sendo submetidos ao método de coloração histoquímica. Uma vez obtidos os resultados do estudo in vitro, foi conduzido um experimento in situ constituído por um delineamento crossover, com duas fases de 5 dias cada. No estudo in situ, os fatores em estudo foram os tratamentos (TiF4 e placebo) e a aplicação do laser de CO2 (presente ou ausente.) Os fragmentos de esmalte bovino foram montados em dispositivo palatino para serem instalados nos participantes para a realização dos desafios erosivos, através da ingestão de 10 alíquotas de 25 ml cada, (9, 11, 13 e 15h). A avaliação da permeabilidade foi realizada conforme descrita para o estudo in vitro. Os dados foram analisados através da ANOVA e Tukey. No estudo in vitro, houve interação significativa entre fluoreto e laser (p=0,0152). Quando os géis fluoretados foram aplicados sozinhos, TiF4 promoveu menor permeabilidade do esmalte do que aquela observada após a aplicação do placebo, enquanto resultados intermediários foram encontrados para os géis de NaF e AmF. Redução na permeabilidade do esmalte foi observada quando a aplicação dos fluoretos foi associada à irradiação com laser de CO2 . No estudo in situ, houve efeito significativo da interação entre os fatores fluoreto e laser de CO2 (p = 0,0002). Em relação ao placebo, a aplicação do TiF4 reduziu significativamente a permeabilidade do esmalte, para substratos irradiados ou não. Mediante a aplicação do placebo, o laser foi capaz de reduzir significativamente a permeabilidade do esmalte, porém, quando se utilizou o TiF4, a aplicação do laser não implicou em redução da permeabilidade. Combinada à aplicação de gel fluoretado, a irradiação com laser de CO2 pode representar uma medida adjuvante no controle da permeabilidade do esmalte erodido. / The increased prevalence of erosive lesion has led to a growing interest of preventive means and to control such lesions. This study evaluated in vitro and in situ the effect of fluoride compounds combined with a CO2 laser on permeability of eroded dental enamel. To in vitro experiment, 80 bovine enamel slabs (n=10) were selected. To create erosion-like lesions, specimens were submitted to inicial erosive challenges, twice a day, during two days, through an alternating erosive and remineralizing regimen. For that, specimens were immersed in 20 ml of orange juice (pH 3.84) for 5 min under agitation, rinsed with deionized water and stored in artificial saliva for 4 h. Specimens with pre-formed lesions were divided into four groups to be treated with different fluoride gels: amine fluoride (AmF), titanium tetrafluoride (TiF4 ), sodium fluoride (NaF) and placebo. Half of the specimens were irradiated with CO2 laser ( λ= 10.6 µm; 2.0 W).Then, specimens were further cycled twice through the previously described erosive-remineralizing regimen. After cycled, specimens were subjected to permeability assessment. Once the results of in vitro study were obtained, an in situ experiment, consisting of a crossover design, with 2 phases of 5 days each, was performed. To in situ study, factors involved were treatments (TiF4 and placebo) and CO2 laser irradiation (present or absent). Bovine enamel slabs (n=10) were placed in palatal device to perform erosive challenges. Volunteers ingested orange juice as 250 mL volumes 4 times per day (9,11,13,15h). Permeability assessment was performed as described to in vitro study. Data were analyzed by ANOVA and Tukey. In vitro study demonstrated significant interaction between fluoride and laser (p = 0,0152). When fluoride gels were applied alone, TiF4 provided to enamel lower permeability than that observed following placebo application, while intermediate results were found to NaF and AmF gels. Reduction of enamel permeability was observed when fluorides were combined to CO2 laser irradiation. To in situ study, there was significant interaction between fluoride and laser (p=0,0002). When compared to placebo, TiF4 application reduced significantly enamel permeability, regardless of irradiation. Through application of placebo, laser was able to reduce significantly enamel permeability; however, when TiF4 was applied, laser irradiation did not decreased permeability. Combined to fluoride gel application, CO2 laser irradiation can represent an adjunctive way in controlling eroded enamel permeability.

O presente estudo, composto por 2 experimentos in situ, buscou avaliar o efeito da irradiação com laser de CO2 no controle da progressão de lesões de erosão e, posteriormente, analisar a influência da abrasão em superfícies irradiadas e erodidas. No primeiro experimento, 56 fragmentos de incisivos bovinos (5x3x2.5mm) tiveram suas superfícies de esmalte divididas em 4 áreas: 1. Hígida (área de referência); 2. Erosão inicial; 3. Tratamento (irradiado ou não com laser de CO2); 4. Após fase in situ. O desafio erosivo inicial foi realizado com ácido cítrico 1% (pH=2,3) por 5 minutos, 2x/dia, por 2 dias. Os espécimes foram divididos em 2 grupos de acordo com o tratamento da superfície: irradiados com laser de CO2 ( λ= 10,6 m; 0,5 W) e não irradiados. Após um período de lead-in de 2 dias, 14 voluntários usaram um dispositivo intraoral palatino contendo 2 espécimes (irradiado e não irradiado), em 2 fases intraorais de 5 dias cada. Seguindo um desenho cross-over, durante a primeira fase, metade dos voluntários imergiu seu dispositivo em 100mL de ácido cítrico por 5 minutos, 3x/dia, enquanto a outra metade usou água deionizada (controle). Os voluntários foram cruzados quanto aos desafios na segunda fase. O desgaste do esmalte foi determinado quantitativamente por um perfilômetro óptico e a morfologia da superfície do esmalte foi avaliada qualitativamente por microscopia eletrônica de varredura. ANOVA a três critérios para medidas repetidas mostrou que não houve interação significativa entre desafio erosivo e irradiação com laser de CO2 (p=0,419). O desafio erosivo aumentou significativamente o desgaste do esmalte (p=0,001), independente de ter sido realizada ou não a irradiação com laser de CO2. Não houve diferença no desgaste do esmalte entre os espécimes irradiados e não irradiados (p=0,513). No segundo experimento, o preparo e seleção dos espécimes de esmalte bovino, a indução das lesões de erosão iniciais e os tratamentos foram realizados como no primeiro experimento. Após um período de 2 dias de lead-in, 12 voluntários usaram um dispositivo palatino contendo dois espécimes irradiados e dois não irradiados, em duas fases intraorais de 5 dias cada. Seguindo um protocolo split-mouth, os voluntários imergiram extraoralmente, durante 5 minutos, os dispositivos em ácido cítrico 3x/dia por 5 dias. Uma hora após cada desafio erosivo, um espécime irradiado e um não irradiado foram escovados usando uma escova elétrica e slurry de dentifrício. As variáveis de resposta foram as mesmas empregadas no primeiro experimento. ANOVA a dois critérios revelou que não houve interação significativa entre desafio erosivo-abrasivo e irradiação com laser de CO2 (p=0,614). A irradiação laser não influenciou no desgaste do esmalte (p=0,742). O desgaste do esmalte dos espécimes submetidos a erosão + abrasão não foi diferente daquele verificado quando a erosão foi realizada sozinha (p=0,626), independente do laser de CO2 ter sido aplicado ou não. Pode-se concluir que, em condições intraorais, a irradiação com laser de CO2 não controlou a progressão de lesões de erosão nem de lesões de erosivo-abrasivas no esmalte. / This study, composed of 2 in situ experiments, aimed to evaluate the effect of CO2 laser irradiation to control the progression of erosive lesions and, after, analyze the influence of abrasion on irradiated and eroded surfaces. At the first experiment, 56 slabs of bovine incisors (5x3x2.5mm) had its enamel surface divided in 4 areas: 1. Sound (reference area); 2. Initial erosion; 3. Treatment (irradiated or not with CO2 laser); 4. After in situ phase. The erosive challenge was performed with 1% citric acid (pH 2.3), during 5 minutes, 2x/day, for 2 days. The specimens were divided in 2 groups according to the surface treatment: CO2 laser irradiated (λ = 10.6 m; 0.5 W) and non-irradiated. After a 2-day-lead-in period, 14 volunteers wore an intraoral palatal device containing 2 specimens (irradiated and non-irradiated), in 2 intraoral phases of 5 days each. Following a crossover design, during the first phase, half of the volunteers immersed its device on 100mL of citric acid during 5 minutes, 3x/day, while the other half immersed on deionized water (control). Volunteers were crossed on the challenges on the second phase. The enamel wear was quantitatively determined by an optical profilometer and the morphology of enamel surface was qualitatively evaluated by scanning electron microscopy. Three-way ANOVA for repeated measures showed that there was no significant interaction between erosive challenge and CO2 laser irradiation (p=0.419). The erosive challenge significantly increased the enamel wear (p=0.001), regardless of irradiated or not with CO2 laser. There was no difference on the enamel wear of irradiated and non-irradiated specimens (p=0.513). At the second experiment, preparation and selection of bovine enamel specimens, induction of initial erosive lesion and treatments were performed as already described for the first experiment. After a 2-day-lead-in period, 12 volunteers wore and intraoral palatal device containing 2 irradiated and 2 non-irradiated specimens, at two intraoral phases of 5 days each. Following a split-mouth protocol, volunteers immersed the devices extra orally, during 5 minutes, in 1% citric acid, 3x/day for 5 days. One hour after each erosive challenge, one irradiated and one non-irradiated specimen were brushed with an electrical toothbrush and dentifrice slurry. The response variables were the same studied at the first experiment. Two-way ANOVA revealed that there was no significant interaction between erosive-abrasive challenge and CO2 laser irradiation (p=0.614). The laser irradiation did not influence on the enamel wear (p=0.742). The enamel wear presented by the specimens subjected to erosion + abrasion did not differ from that verified when the erosion was performed alone. It can be concluded that, in intraoral conditions, the CO2 laser irradiation did not controlled the progression of erosive lesions or erosive-abrasive lesions on enamel

O Laser de Alta potência, também denominado, Laser Cirúrgico, tem sido usado em procedimentos médicos, para coagulação e vaporização dos tecidos. O maior problema, hoje encontrado, pela medicina no uso deste Laser, especialmente o laser de CO2, é a destruição térmica, causada pelo acúmulo de energia, convertida em calor, nos tecidos adjacentes, por ele irradiado. Uma vez absorvida esta energia, o tecido acumulará mudanças, que ocorrerão, durante o processo de irradiação e resfriamento. Estas variações poderão ir desde: uma mudança física, química e alterando completamente, os mecanismos biológicos, antes efetuados, pelo tecido irradiado. Este estudo tem como objetivo, analisar tais mudanças, verificando as diferenças morfológicas e geométricas, bem como utilizar experimentação para reconhecer, as zonas limitantes, ao processo de ablação. Para isto, quatro partes iguais de uma mandíbula bovina, foram usadas. Sendo que, cada uma destas, recebeu uma potência, diferente de laser. A cada amostra, foi aplicada a potência escolhida, em cinco diferentes tempos, mantendo uma distância aproximada de 250mm, entre uma aplicação e outra, com uma distância focal de 6mm. Em primeiro, observou-se característica macroscópica da região de interação, utilizando-se de um modelo zonal, para análise. Através de uma análise, mais aprofundada, com o uso de microscopia eletrônica, pode-se notar as variações imprevistas, ocorridas pelo processo de acúmulo e condução térmicos, advindos da ablação. A região de interação foi delineada em zonas de variações, denominadas as mesmas, como: Z I, Z2, e Z3. Sendo que a Z1, é o diâmetro formado pelo ponto de penetração da luz no tecido, ora irradiado.(Cratera). Z2 é o diâmetro envolvendo, a primeira camada de alteração do tecido irradiado, circundante a cratera. Z3, determina todo o diâmetro das alterações, por nós verificadas nas microfotografias. A partir deste ponto, usamos as amostras irradiadas, para calcular a quantidade de material removido, pela ablação. Através de um corte histológico, parafinado, analisamos todas profundidades, dos orifícios de entrada, formadas pela interação, por nós estudadas. Para cada lâmina, foi feita uma medida, da profundidade, formada pela entrada do raio, e pela material removido pela ablação. Tendo-se as medidas dos orifícios das crateras, as profundidades das mesmas, calculamos, aproximadamente, o material removido pela ablação. Considerando para isto, que os orifícios de penetrações, sendo, todos eles, de formatos de circunferências e as profundidades, em formatos Gaussianos. Obtendo, portanto, um formato conforme, para cada cratera. . Obtivemos, a partir do calculo matemático, o volume de massa de material retirado por ablação / The high power lasers are being widely used in surgical procedures, where there are vaporization and coagulation of the soft tissues. For hard tissues, such as, bones and teeth, pulsed lasers are stranded out because they may cause less thermal damage, as an example, the CO2 laser. Termal effects on tissue are recognized as being an accumulation of changes that occur during the entire period of irradiation and ensuing cooling (Mc KENZIE 1990). Located heating is affected by termal conductivity and convection by blood flow. Upon heating tissue experiences an alteration in a variety of physical, chemical and biological mechanism at the scale of chemical, organelle cell and tissue. Changes in tissue geometry and local microcirculation, could be affected. The purpose of these studies was to verify the physical and chemical variation and also reactions during the process of light exposure in the bone parts, especially the laser beam ablation patters. The generation of craters and other abnormal superficial termal damage, and craters that\'s show irregular wall contours. The relation and interaction between medicai CO2 laser beam and animal, human, and other biological tissues. For this experiment, a cattle\' s jaw, of four years old, were chosen for these experimental. Procedure to be described in this paper Those jaws were cut in four different pieces, in an effort, those parts were kept in the same shape and size, so no different variation of depth or length, would make it improper for the studies about to be made. Numbers were put in each different piece, showing in each sample, the time and the potency that were applied in that part. All samples were under favorable conditions (with long pulses and without water spray). Since classical pathology techniques for characterizing thermal damage to tissue are based on the microscopic examination of prepared tissue specimens for evidence of coagulation necrosis (nuclear psychoses, disintegration of organelles, hyalinization of collagen, loss of birefringence in muscle tissue, carbonization, etc.) Once the experimental appliance were done, a different colored circle were clear and optical visible around each bole, In a suggestion of that changes have happened in the material, used indeed. For almost, all the averages of the holes, in the electronic microscope, could be seeing the presence of minimal layer of superficial carbonization in the remaining bone. Therefore, the bone that received irradiation caused by CO2 laser, in a agreement with the proposal methodology, showed a variation of the tissue, that changed as the exposure changed the TIME/POWER. For each different pulse, the samples were analyzed. The tissues response to extreme temperature change in this zone usually consists of immediate coagulation necrosis, coagulation of vessels and macroscopic destruction of the tissue. An intermediary volume Between the necrosis core and the reversibly affected region is referred to as the Marginal Zone\". Therefore in this task, we called each analyzed zone as Z1 for the crater\'s diameter and Z2 for following areas, and finally, Z3 for the total diameter of the affected tissue. . All the measured zones, contains the shift from perfusion increases to coagulation, and the transition from structurally intact cells to dead cells. The most interest, issue that this study, may bring up, is for the clinical for the future\'s procedures because it contains the boundaries between the reversible and the irreversible tissue changes. Very few studies describe the presence and the address the consequences of the ablative aberrations, which can frequently and randomly happen during laser surgery. The knowledge of the different boundaries, of the affected areas, could predict severe impacts on the quality of the final surgical outcome, specially, when precision surgery techniques are required. The results of this discussed experiment shows how important it is to constantly and carefully observe, both the irradiated tissue\'s structure and the beam\'s broadening at the surface during the ablation.

Embora seja conhecido que a irradiação com laser de CO2 reduz a desmineralização do esmalte, efeitos colaterais como danos térmicos na superfície são comumente observados. A ocorrência dessas microfraturas e fissuras é um dos fatores que ainda comprometeM uma utilização segura in vivo. Sendo assim, o objetivo desTe estudo foi encontrar parâmetros de irradiação com laser de CO2 (?= 10,6 ?m) que resultassem no máximo efeito preventivo de cárie e no menor dano térmico. Três estudos foram conduzidos para avaliar separadamente três parâmetros da irradiação com laser. No primeiro estudo cinco densidades de energia diferentes, 0,1, 0,3, 0,4, 0,5 e 0,6 J/cm2 combinadas com altas taxas de repetição, 500, 154, 167, 182, 187 Hz, respectivamente, e 10 ?s de duração de pulso foram testadas. Após ter sido avaliado, qual delas resultou na maior inibição da progressão das lesões de cárie, um segundo estudo foi conduzido com cinco diferentes larguras de pulso, 5, 10, 20, 30 e 50 ?s, combinadas à mesma densidade de energia de 0,3 J/cm2. Encontrada a duração de pulso que causou o melhor resultado, um terceiro estudo foi realizado avaliando três diferentes números de pulsos sobrepostos, para a mesma densidade de energia e duração de pulso (0,3 J/cm2 e 5 ?s). Para os três estudos foram utilizados cubos de esmalte bovino, que tiveram as suas superfícies polidas. Após o tratamento das superfícies com laser, as amostras foram submetidas ao mesmo desafio cariogênico, uma ciclagem de pH de 8 dias. A desmineralização provocada foi avaliada medindo-se a profundidade das lesões em microscópio de luz polarizada. Avaliações adicionais da desmineralização foram realizadas para os estudos 2 e 3, utilizando-se a técnica de quantificação da fluorescência induzida por luz (QLF). Análises morfológicas da superfície e também da secção transversal foram realizadas com microscópio eletrônico de varredura. Diferentes grupos irradiados por laser apresentaram profundidades de lesão estatisticamente menores do que o controle (ANOVA, p<0,05), e a maior inibição, que foi inclusive menor do que o grupo tratado com gel de flúor fosfato acidulado (1,23%), foi observada para a irradiação com 0,3 J/cm2, 5 ?s, 2036 pulsos sobrepostos. Morfologicamente, nenhum dos parâmetros testados causou danos térmicos na superfície. Pelos resultados observados, pode ser concluído que a irradiação por laser de CO2 (?= 10,6 ?m) com 0,3 J/cm2, 5 ?s, 226 Hz e 2036 pulsos sobrepostos resulta em aumento da resistência do esmalte à desmineralização e não causa danos térmicos indesejados na superfície. / Although CO2 laser irradiation can decrease enamel demineralization, thermal damages to the surface are common side effects. The occurrence of fissures and cracks may compromise an in vivo application. Therefore, the aim of the present study was to find CO2 laser (?= 10.6 ?m) parameters resulting in maximum caries preventive effect with the lowest thermal damage. Three studies were carried out to systematically evaluate different laser parameters. In the first study five low fluencies of 0.1, 0.3, 0.4, 0.5 and 0.6 J/cm2 combined with high repetition rates of 500, 154, 167, 182, 187 Hz, respectively and 10 ?s pulse duration were chosen for the experiments. After evaluating the parameter which resulted in the highest caries inhibition, a second study was conducted with five different pulse durations 5, 10, 20, 30 and 50 ?s combined with 0.3 J/cm2 fluence. Finally, a third study was conducted to evaluate which number of overlapping pulses of 0.3 J/cm2 fluence and 5 ?s duration, would result in the highest caries inhibition. For all of the three studies bovine enamel cubes, which had their surfaces polished, were used. After the laser treatment, the caries challenge was always the same, an 8-day pH-cycling regime. Demineralization was assessed by lesion depth measurements with a light polarized microscope. Additional demineralization assessments were performed for the second and third studies, using the method of quantitative light-induced fluorescence (QLF). Surface and cross-sectional morphological evaluations were accomplished with scanning electron microscope. Several laser groups resulted in statistically significant lower lesion depths than the control group (ANOVA, p<0.05). The highest inhibition was even higher than observed for the group treated with acidulated phosphate fluoride gel (1,23%) and was found for the irradiation with 0.3 J/cm2, 5 ?s and 2036 overlapped pulses. Morphologically, all of the groups resulted in no surface damages. In the present in vitro study irradiation with 0.3 J/cm2, 5 ?s, 226 Hz and 2036 overlapped pulses of CO2 laser increase enamel caries resistance without causing undesirable surface damage and excessive temperature rise.