Orientador: Gisele Faria / Resumo: Os objetivos do presente estudo foram: Publicação 1 - Realizar uma revisão sistemática sobre os parâmetros microtomográficos de aquisição, reconstrução e análise da lesão periapical (LP) em ratos e camundongos. Além disso, ilustrar o efeito da variação destes parâmetros (tamanho do voxel, beam hardening correction, smoothing, gray dataset, plano de orientação, região de interesse - ROI e threshold) em imagens microtomográficas de hemimandíbulas com LP induzida em molares inferiores de camundongos; e Publicação 2 - Avaliar a acurácia da microtomografia computadorizada (micro-CT) na análise de LP induzida em dentes de camundongos empregando como padrão ouro para comparação os valores obtidos por estereologia aplicada a dados histológicos. Na Publicação 1, foram pesquisados artigos que usaram a micro-CT para avaliar LP em ratos e camundongos de 2000 a janeiro de 2015 no PubMed. Para a ilustração dos efeitos da variação dos parâmetros de aquisição, reconstrução e análise da LP foram utilizadas mandíbulas de camundongos que tiveram LP induzida nos primeiros molares inferiores. Foram encontrados 21 artigos. Destes, 18 citaram algum parâmetro usado na aquisição, nenhum descreveu os parâmetros de reconstrução e 16 citaram alguns parâmetros de análise da LP. Nenhum artigo relatou o protocolo completo para aquisição, reconstrução e avaliação da LP. Nenhum artigo foi classificado como alta qualidade, 7 foram como moderada qualidade e 14 de baixa. A ilustração da variação dos parâmetros ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objectives of this study were: Publication 1 - Perform a systematic review of the microtomographic parameters of acquisition, reconstruction and analysis of periapical lesion (LP) in rats and mice. In addition, to illustrate the effect of the variation of these parameters (voxel size, beam hardening correction, smoothing, gray dataset, orientation plane, region of interest - ROI and threshold) in microtomographic pictures of hemimandibles with LP induced in lower molars of mouse; and Publication 2 - Evaluate the accuracy of computed microtomography (micro-CT) in the analysis of LP induced in teeth of mouse employing as the gold standard for comparing the values obtained by stereology applied to histological data. In Publication 1, were researched papers that used micro-CT to evaluate LP in rats and mouse from 2000 to January 2015 in PubMed. To illustrate the effect of variations in acquisition-, reconstruction-, and analysis parameters on images of LP were used mouse's jaws that had LP induced in the lows first molars. 21 articles were found. Of these, 18 cited a parameter used in the acquisition, none described the reconstruction parameters and 16 cited some of the LP analysis parameters. No article reported the complete protocol for acquisition, reconstruction and analysis of LP. No study was classified as high seven were classified as moderate-, and 14 as low quality. The effect of variation in parameters was that voxel size may interfere with image sharpness and reconstruction may interfere with image sharpness. The inadequate plane orientation may alter the size of the LP. Nonpersonalized ROIs select the regions beyond the LP and the personalized selects only the lesion. The increase of the threshold values increased the lesion. It was concluded that no defined protocol for acquiring and analyzing micro-CT images of LP in rats...(Complete abstract electronic sccess below) / Doutor

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A urolitíase é um problema de escala mundial, que ocorre em todas as regiões, culturas e grupos raciais. A incidência desta doença vem aumentando ao redor do mundo e dados mostram que no Brasil estima-se que são afetados 5% da população com uma taxa de recorrência de 2,5%. Conhecer a composição mineral e estrutura interna dos cálculos é um passo importante para tentar entender melhor a fisiopatologia desta doença. Quatro cálculos urinários infecciosos, íntegros de grande volume (diâmetro maior que 20 mm), sendo dois provenientes da bexiga e dois de rins, obtidos cirurgicamente no setor de urologia do Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE/UERJ) foram analisados usando microtomografia (μCT) e difração de raios X por policristais (DRXP). As imagens microtomográficas foram obtidas usando tubo de raios X microfoco na estação TomoLab e radiação síncrotron (SR-μCT) na linha de Física Médica, ambos no Laboratório Síncrotron Elettra, Trieste, Itália. As medidas de DRXP foram realizadas na linha de Difração de Raios X do Laboratório Nacional de luz Síncrotron, Campinas, Brasil. Para os cálculos de bexiga foram encontradas quatro fases cristalinas: estruvita (STV), oxalato mono (COM) e dihidratado (COD) e hidroxiapatita (HAp). Nos cálculos renais foram encontrados STV e HAp, sendo predominante a primeira fase cristalina. A quantidade de material amorfo (não-cristalino) foi maior que 60% da composição das amostras. A técnica convencional utilizada foi eficaz para análise dos cálculos urinários inteiros e possibilitou a visualização de estruturas internas sem interferência de procedimentos prévios de preparação da amostra. As análises de DRXP com fonte síncrotron aliadas ao método Rietveld foram determinantes para identificação e quantificação dos minerais presentes nas varias camadas das amostras. Pode-se constatar a complementaridade entre a μCT e a DRXP para caracterização microestrutural e mineralógica de cálculos urinários humanos. / Urolithiasis is a worldwide problem that afflicts all regions, cultures and ethnics groups. The incidence is increasing around the world and related data about Brazil estimate that affect 5% population with 2.5% recurrence rate. Knowledge of the quantitative mineralogy of urinary calculi is of fundamental importance for optimization of nephrolithiasis therapy and to prevent potential risk of recurrence. The urinary stones used in the present study were made available to us via normal surgery from patients admitted to the Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE/UERJ). Structural and microstructural characterizations of four urinary calculi samples (RJ100, RJ101, RJ102 e RJ104) were determined by means of X-ray microtomography and powder diffraction. Conventional (μCT) and synchrotron radiation microtomography (SR-μCT) experiments were performed at the TOMOLAB station and SYRMEP (SYnchrotron Radiation on MEdical Physics) beamline, both at the Elettra Synchrotron Light Laboratory in Trieste (Italy), respectively. Synchrotron X-ray powder diffraction (XRPD) data were collected at the X-ray powder diffraction beamline of the National Synchrotron Light Laboratory (LNLS) in Campinas, Brazil. For the bladder stones, RJ100 and RJ104, the identified phases were struvite (STV), calcium oxalate monohydrate (COM) and dihydrate (COD) and calcium hydroxyapatite (HAp). The kidney stones RJ101 and RJ102 can be considered pure struvite stones. Moreover, the Rietveld refinement indicates the presence of more than 60 wt% of amorphous phase of all samples. The use of μCT scanning technology not only improves knowledge of internal structures of intact urinary calculi, but also allowed us to investigate efficiently specimens that run a particular risk of deformation or destruction from conventional preparation. Synchrotron X-ray powder profile-fitting structure refinement using the Rietveld method has proved to be a powerful tool in identifying and estimating the quantitative crystalline phase abundances present in the samples. This work demonstrated the capabilities of a combination ofμCT and XRP analyses for structural and microstructural characterizations of human urinary calculi samples. Moreover, the XRD data demonstrate that STV is the major constituent phase in all samples, which seems to be a tendency in Rio de Janeiro population. Clearly, there is a need for more studies on stone disease from Rio de Janeiro in order to isolate the fundamental reasons for the observed features of the kidney stones distribution.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O objetivo principal desse trabalho foi utilizar métodos não destrutivos (END), como a microtomografia com Raio X e técnicas de obtenção e processamento de imagens, para obtenção da porosidade do concreto. Foram utilizados dois métodos. Em um método as imagens foram obtidas por meio de microtomografia por Raio X e no outro foi utilizado um escâner comercial para obtenção das imagens. Essas imagens foram processadas por meio de técnicas de processamento de pixel e morfologia matemática. Os resultados obtidos para a porosidade foram comparados com resultado obtido por meio do método proposto pela NBR 9778 (2005) (Absorção de água, índice de vazios e massa específica em argamassa e concreto endurecido). As imagens microtomográficas das amostras de concreto foram obtidas num sistema Skyscan 1172 com 256 tons de cinza, ajustadas em contraste, binarizadas e filtradas. No outro método foi utilizado um Escâner Comercial com resolução de 2400 dpi para adquirir as imagens, sendo também utilizadas técnicas de processamento de pixel e morfologia matemática para processá-las. Os resultados dos valores da porosidade mostraram compatibilidade entre os dois métodos apresentados e o método proposto pela NBR 9778 (2005). Observou-se que os resultados obtidos por microtomografia foram mais confiáveis, mas o método utilizando o escâner comercial se apresentou como um método aceitável por seus resultados e principalmente por seu baixo custo e facilidade de operação. / The main goal of this research was to use non-destructive methods (ND), like the X Ray microtomography and techniques to acquire and process images, to obtain the concrete porosity. There were presented two methods. In one of the methods the images were acquired through X Ray microtomography and in the other method there were used the commercial scanner to acquire the images. Those images were processed using techniques of pixel processing and mathematical morphology. The results to the porosity were compared with the result obtained through the method proposed by NBR 9778 (2005) (Absorção de água, índice de vazios e massa específica em argamassa e concreto endurecido). The microtomographed images of the concrete samples were obtained using a Skyskan 1172 system with 256 gray levels, adjusted in contrast, binarized and filtered. In the other method there were used a commercial scanner with 2400 dpi of resolution to acquire the images, being also used techniques of pixel processing and mathematical morphology to process them. The results have shown compatibility between the two presented methods and the method presented by NBR 9778 (2005). It was observed that the results obtained by microtomography were more reliable, but the method using the scanner is presented as an acceptable method for their results and especially for its low cost and ease of operation.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar, ex vivo, a eficiência dos sistemas rotatórios ProTaper Universal Retreatment Files e Mani Retreatment Files na desobturação de raízes mesiais de molares inferiores, obturadas pela técnica de ondas contínuas de condensação, determinando-se o volume percentual de material obturador remanescente no sistema de canais radiculares, utilizando-se a microtomografia de raios-X. Um total de 18 molares inferiores portadores de dois canais radiculares mesiais que possuíam curvatura entre 25° e 35° e raio de curvatura menor que 10mm, foram preparados até o instrumento 35/.04 Mtwo. Em seguida foram obturados com guta percha e cimento endodôntico AH-Plus pela técnica de ondas contínuas de condensação e mantidos em estufa a 37°C por sete dias. Imagens microtomográficas dos dentes obturados foram realizadas utilizando o microtomógrafo SkyScan 1172 e parâmetros de 100kV e 100A, gerando imagens de tamanho de 11,88m. Em seguida, os dentes foram divididos aleatoriamente em dois grupos experimentais de acordo com o tipo de instrumento de retratamento avaliado, ProTaper Retreatment Universal Files (PR) e Mani Retreatment Files (MR). De início, a desobturação dos canais radiculares foi realizada com a utilização de brocas de largo associadas a uma gota de solvente para que então os instrumentos de cada sistema fossem utilizados até que a desobturação até o nível do comprimento real de trabalho, fosse alcançada. Após novo escaneamento, as imagens foram reconstruídas utilizando-se o software NRecon e analisadas pelo software CTAn, permitindo a obtenção dos dados quantitativos das amostras. Empregou-se o teste t de Student para determinar a ocorrência de diferença estatística entre os grupos experimentais (p < 0.05). Os volumes, inicial e final médios (mm3) de material obturador remanescente foram de 17,72 e 2,12 para o grupo PR e de 16,61 e 3,71 para o grupo MR, respectivamente. O grupo PR apresentou o menor volume percentual médio de material obturador remanescente (12,76 ± 6,93%), quando comparado ao MR (23,54 ± 10,60%), observando-se diferença estatisticamente significante. Nenhum dos dois sistemas testados, foi capaz de remover completamente o material obturador do interior dos canais radiculares. O sistema rotatório ProTaper Universal Retreatment Files mostrou-se mais eficiente que o sistema Mani Retreatment Files na desobturação de canais mesiais de molares inferiores, obturados pela técnica de ondas contínuas de condensação. As características dos sistemas rotatórios de retratamento podem interferir no volume percentual de material obturador remanescente e conseqüentemente na sua eficiência de desobturação. / The objective of this study was to evaluate, ex vivo, the efficiency of rotary ProTaper Universal Retreatment Files and Mani Retreatment Files in removal procedure of the mesial roots of mandibular molars, obturated by the technique of continuous wave of condensation, determining the volume percentage of material remaining filling in root canals, using the X-Ray micro-CT. A total of 18 mandibular molars with two root canals which had mesial curvature between 25° and 35° and the radius of curvature smaller than 10mm, were prepared by the instrument Mtwo size/taper 35/.04. They were then filled with gutta-percha and sealer Ah-Plus by the technique of continuous wave of condensation and maintained at 37°C for seven days. Micro-CT images of the teeth was carried out using the device SkyScan 1172 on 100kV and 100A as parameters, generating images size 11.88 micrometers. Then the teeth were randomly divided into two groups according to the type of instrument retreatment evaluated ProTaper Universal Retreatment Files (PR) and Mani Retreatment Files (MR). Initially, the procedure for remove the root canal obturation was performed with Largo burs associated with a drop of solvent so that the instrument of each system could be used until the complete removal procedure was reached. After re-scanning, the images were reconstructed with the software used NRecon and analyzed by CTAn software, allowing to obtain quantitative data of the samples. We used the Student t test to determine the occurrence of significant differences between experimental groups (p <0.05). The mean initial and final volumes (mm3) of the remaining filling material were 17.72 and 2.12 for the P group and 16.61 to 3.71 for group MR, respectively. The PR group had the lowest average volume percentage of remaining filling material (12.76 ± 6.93%) when compared to MR (23.54 ± 10.60%), with a statistically significant difference. Neither of the systems tested were able to completely remove the filling material inside the root canals. The rotary system ProTaper Universal Retreatment Files was more efficient than the system Mani Retreatment Files in removal procedure of mesial canals, filled with the technique of continuous wave of condensation. The characteristics of rotary retreatment system may interfere with the volume percentage of remaining filling material and consequently the efficiency of removal procedure.

Os instrumentos endodônticos de níquel-titânio (NiTi) influenciaram positivamente o preparo dos canais radiculares. Entretanto, algumas dificuldades inerentes à própria anatomia do sistema endodôntico, permanecem. Canais radiculares com secção transversal oval longa dificultam a ação dos instrumentos rotatórios, os quais não conseguem se adaptar às suas paredes em toda extensão. O sistema Reciproc de lima única (VDW, Munique, Alemanha), recentemente lançado, foi desenvolvido para o preparo do canal radicular pela técnica de movimento de trabalho recíproco. Este movimento alivia o estresse do instrumento, reduzindo o risco de fatiga cíclica causada pela tensão e compressão. Com a finalidade de comparar o efeito deste movimento no preparo do canal, foi utilizado o sistema Biorace (FKG Dentaire, LA Chaux-de Fonds, Suíça) por ser um sistema de instrumentação rotatória completa, onde o instrumento final tem diâmetro compatível com o instrumento Reciproc R40 utilizado. O objetivo deste estudo foi avaliar, ex vivo, o preparo de canais ovais longos de molares inferiores com o sistema Reciproc comparando-o ao preparo com instrumentos do sistema Biorace, por meio da microtomografia computadorizada (CT). Raízes distais de trinta molares inferiores foram utilizadas e divididas aleatoriamente em dois grupos: G1 Reciproc R40 e G2 Biorace. Os dentes foram escaneados por um microtomógrafo de raios-X SkyScan 1172 antes e após o preparo dos canais radiculares. As imagens obtidas foram importadas e reconstruídas, fornecendo secções transversais da estrutura interna das amostras. Em seguida, com o auxílio dos softwares CTan, CTVol, MeshLab e MatLab foram possíveis a análise tridimensional e a visualização do canal radicular antes e após o procedimento do preparo químico-cirúrgico, para comparação das mudanças no volume e superfícies não preparadas da parede do canal. Os resultados foram submetidos ao teste estatístico não paramétrico de Mann-Whitney para análise do aumento do volume e das superfícies não preparadas. O teste não paramétrico de Kruskal-Wallis foi o de escolha para análise intra-grupo, ou seja, do mesmo sistema nos diferentes terços do canal. O preparo do canal radicular com o sistema Reciproc resultou em maior aumento do volume no canal como um todo e no seu terço apical (p < 0,5). Quanto à comparação das superfícies não preparadas da parede do canal, o sistema Reciproc mostrou-se superior ao sistema Biorace no terço apical (p < 0,0001). O sistema Biorace apresentou os melhores resultados, estatisticamente significantes, nos terços cervical e médio (p < 0,0001). Na avaliação das superfícies não preparadas no mesmo sistema, o sistema Reciproc mostrou melhores resultados no terço apical, em relação aos terços cervical e médio (p < 0,05), assim como o sistema Biorace. Concluiu-se que nenhum sistema conseguiu preparar completamente o canal oval longo. O sistema Reciproc determinou maior desgaste de dentina no canal como um todo e no terço apical. Em relação às superfícies não preparadas do canal, o sistema Reciproc melhor preparou o terço apical, enquanto que o sistema Biorace melhor preparou os terços cervical e médio (áreas mais ovaladas). Na comparação no mesmo sistema, Reciproc e Biorace mostraram melhores resultados, deixando menos superfícies não preparadas, no terço apical do canal. / The endodontic instruments of nickel-titanium (NiTi) positively influenced the preparation of root canals. However, some difficulties inherent to the anatomy of the endodontic system, remain. Root canals with long oval cross-section hinder the action of rotating instruments, which cant adapt to the root canal walls in all its extension. The single-file Reciproc system (VDW, Munich, Germany), recently launched, was developed to prepare the root canal in reciprocating movement. This movement relieves the stress of the instrument, thus reducing the risk of cyclic fatigue caused by tension and compression. With the purpose of comparing the effect of this movement on root canal preparation, the Biorace system (FKG Dentaire, La Chaux-de-Fonds, Switzerland) was used. This full rotary sequence system has a final instrument diameter compatible with the instrument Reciproc R40 used. The aim of this study was to evaluate, ex vivo, the preparation of long oval canals of mandibular molars with the Reciproc system comparing it to the Biorace system using micro-computed tomography (CT). Distal canals of thirty mandibular molars were used and randomly divided into two groups: G1 - Reciproc R40 and G2 - Biorace. Teeth were scanned by a micro-computed tomography SkyScan 1172 before and after the preparation of the root canals. The images obtained were imported and rebuilt, providing cross-sections of the internal structure of the samples. Then, with the aid of softwares CTan, CTVol, MeshLab and MatLab, threedimensional analysis and visualization of root canal before and after the biomechanical preparation were performed. Morphometric variations were measured by volume increases and remaining untreated canal surface area. The results were subjected to a non-parametric Mann-Whitney test for volume and untreated surface analysis and to a Kruskal-Wallis test for intra-group analysis, i.e., the same system in all different thirds of the canal. The root canal preparation with the Reciproc system resulted in greater volume increase of the whole root canal and its apical third (p < 0,5). Regarding untreated canal surface area, the Reciproc system was superior to the Biorace system in the apical third (p < 0,0001). The Biorace system presented the best results, statistically significant, in the cervical and middle thirds of the root canal (p < 0,0001). In the evaluation of untreated canal surface area in the same system, the Reciproc system showed better results in the apical third, in relation to the cervical and middle thirds (p < 0,05), as well as the Biorace system. In conclusion, regardless of the instrumentation technique used, the long oval canal couldnt be completely prepared. The Reciproc system not only removed more dentin layer in the whole canal and its apical third, but also left less untreated canal surface area in the apical third (oval shaped section). The Biorace system left less untreated canal surface area in the cervical and middle thirds. In comparison on the same system, Reciproc and Biorace showed better results, leaving less untreated surface in the apical third of the root canal.

O preparo do canal radicular ideal relaciona-se ao processo de sanificação em conjunto com a modelagem que resulta em condições especificas para a obturação dos sistemas de canais radiculares. Com a evolução constante dos sistemas de preparo, a microtomografia computadorizada (micro-CT) se apresenta como método de pesquisa confiável que possibilita uma avaliação completa e detalhada do canal radicular. Para tanto, o objetivo deste estudo foi comparar a capacidade de modelagem do sistema ProTaper Gold (PTG) em relação ao ProTaper Next (PTN) com glide path realizado com lima K #15 ou sistema ProGlider (PG), analisando o transporte da curvatura original do canal, desgaste de dentina, aumento no volume e na superfície do canal radicular e a quantificação das superfícies não tocadas após o preparo do canal radicular em canais mesiais de molares inferiores com curvatura acentuada. A média de curvatura de todos os dentes foi de 54o. Vinte e quatro molares inferiores foram divididos em dois grupos (n=12) de acordo com o glide path realizado (com PG ou com lima K #15). A seguir, o sistema PTG foi utilizado no canal mésio-vestibular e o sistema PTN no canal mésio-lingual, criando mais dois subgrupos. Os dentes foram escaneados por meio da micro-CT antes e após o preparo. Os dados obtidos foram comparados utilizando teste ANOVA para análise de variância de dois fatores e teste Tukey para combinações múltiplas. Nos resultados, em toda extensão do canal radicular, assim como para as análises nos terços cervical, médio e apical, não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos quanto ao transporte do canal. Quanto à quantidade de dentina removida, o sistema PTN combinado com a lima K #15 apresentou porcentagem significativamente menor do que nos outros grupos apenas no terço médio. O percentual de aumento do volume do canal foi maior nos grupos onde o glide path foi realizado com lima K #15 em relação aos grupos com glide path realizado com PG e significativo na totalidade do canal e nas análises individualizadas para os terços cervical e médio. O percentual do aumento da área de superfície foi significativamente maior na análise da totalidade do canal e na análise individualizando o terço médio nos grupos onde o glide path foi realizado com lima K#15. Ocorreu diferença significativa e maior quantidade de paredes não tocadas no terço apical nos grupos onde foi realizado glide path com lima K#15. Diante dos resultados, é possível concluir que em todos os grupos o glide path realizado com lima K #15 ou PG, não apresentou interferência sobre o desvio da curvatura original do canal radicular, no entanto, nos grupos que o PG foi usado, houve maior quantidade de paredes tocadas na região apical. / The ideal root canal preparation is related to the process of cleaning and shaping that results in specific conditions for the filling of root canal systems. Due the constant evolution of preparation systems, microcomputed tomography (micro-CT) has been presented as a reliable method of research that possibilite a complete and detailed appraisal of the root canal. Few studies have been performed on instrumentation systems with this methodology. Therefore, the aim of this study was to compare the shaping ability of the ProTaper Gold (PTG) system and the ProTaper Next (PTN) with glide path done with K #15 file or ProGlider (PG) system, analyzing the canal transportation, quantity of dentine removed, increase in volume and surface of the root canal and the quantification of uninstrumented root canal surface after the its prepare into mesial canals of mandibular molars with severely curvature. Twenty-four mandibular molars were divided in two groups (n=12) according to the glide path accomplished (with PG or with K #15 file). After, the PTG system was used on the mesiobuccal canal and the PTN system on the mesiolingual, creating two more subgroups. The teeth were scanned by a micro-CT before and after the preparation. The obtained data were compared using ANOVA test for the variance analyzes of two factors and Tukey test for multiple combinations. In the results, on all of the root canal extension, as well as to the analysis on the cervical, middle and apical thirds, there was no statistically significant difference between the groups about the canal transportation. In terms of the quantity of dentine removed, the PTN system combined with K #15 file showed significant lower percentage than the other groups just in the middle third. The increase on percentage of the canal volume was bigger in the groups where the glide path was done with K #15 file in relation to the groups with glide path accomplished with PG and significant on the totality of the canal and on the individualized analyzes for the cervical and middle thirds. The percentage of the surface increase was significantly greater on the totality analyzes of the canal and on the one individualizing the middle third on the groups where the glide path was performed with K #15 file. There was meaningful difference and greater amount of walls uninstrumented in the apical third on the groups where glide path with K #15 file was used. In front of the results, is possible to conclude that the glide path, done with K #15 file or PG, didn\'t present interference on the deviation of the root canal original curvature to all groups; however, when PG was used, there was a greater number of walls instrumented on the apical region to both systems tested.

O objetivo deste estudo foi avaliar por meio da microtomografia computadorizada (micro-CT), a qualidade do preparo dos canais mesiais de molares inferiores, realizado pelos sistemas rotatórios de níquel-titânio (NiTi), ProTaper, Mtwo, BioRaCe e Twisted File. As variáveis testadas foram: habilidade em manter o canal centralizado, extensão e direção dos eventuais transportes, quantidade de dentina removida, espessura mínima de dentina remanescente e variações quanto aos volumes apical e total, antes e após a instrumentação. Sessenta e seis molares inferiores foram escaneados no microtomógrafo (Skyscan 1076) utilizando uma resolução de 18 µm. Após a reconstrução das imagens, quarenta dentes foram selecionados e divididos em quatro grupos de acordo com a similaridade da anatomia interna dos canais radiculares (N=10). Os dentes foram instrumentados com os sistemas rotatórios de NiTi até os instrumentos 25/.06 Mtwo e BioRaCe, 25/.08 Twisted File e F2 ProTaper. Após a instrumentação os dentes foram novamente escaneados e os parâmetros testados foram analisados, comparando os valores obtidos antes e após a instrumentação. Os resultados foram submetidos ao teste estatístico não-paramétrico de Mann Whitney e de Kruskal-Wallis e Dunn. Nos quatro grupos, não houve diferença entre os sistemas rotatórios relativos ao transporte do canal em todos os níveis radiculares. Adicionalmente, o terço cervical apresentou a maior quantidade de transporte quando comparado aos níveis apicais e a menor quantidade de dentina remanescente, especialmente para a zona de perigo em comparação com os demais níveis. A avaliação da variável dentina remanescente demostrou que não houve diminuição da quantidade de dentina em nenhuma das direções avaliadas nos níveis apicais em nenhum dos sistemas rotatórios. Similarmente não houve aumento significativo do volume apical e total em comparação ao volume pré-operatório. Não foram encontradas perfurações ou rasgos, o que indica que todos os sistemas avaliados foram seguros nesse item. Conclui-se que os sistemas rotatórios de NiTi avaliados não aumentaram significativamente os volumes apical e total dos canais radiculares, o maior índice de transporte foi no terço cervical e médio para todos os sistemas avaliados. A quantidade de dentina remanescente diminuiu significativamente nos terços cervical e médio na direção voltada para a furca, em todos os sistemas utilizados. / The aim of this study was to evaluate by microcomputed tomography (micro-CT), the quality of mesial canal preparation achieved by 4 nickel-titanium rotary systems (NiTi), ProTaper Mtwo, BioRaCe and Twisted File. The variables tested were: ability to maintain the center of the canal, the extent and direction of any transport, the amount of dentine removed, the remaining dentin thickness and variations in the apical and total volumes, before and after instrumentation. Sixty-six molars were scanned using a X-ray micro-CT scanner (SkyScan 1076) with a resolution of 18 micrometers, after image reconstruction forty teeth were selected and divided into four groups according to the similarity of the internal anatomy of root canals (N = 10). The root canals were instrumented with NiTi rotary systems Mtwo BioRaCe until the 25/.06 instrument, and to the 25.08 Twisted File and F2 ProTaper instruments. After instrumentation the teeth were again scanned and the tested parameters were analyzed by comparing the values obtained before and after instrumentation. The results were tested using statistical non-parametric Mann Whitney and Kruskal-Wallis and Dunn. The transportation of the root canal was similar using the evaluated Rotary systems at all levels. Additionally, the cervical showed the greatest amount of transport when compared to apical levels and the lowest amount of remaining dentin especially for the danger zone in comparison with other levels. The evaluation of the variable remaining dentin showed that there was no decrease in the amount of dentin in either direction evaluated at the apical levels in any of rotary systems. In addition, there was no significant increase in apical or total volume as compared to preoperative values. There were no perforations found indicating that all systems evaluated were safe in this item. It can be concluded that NiTi rotary systems evaluated did not significantly increase the volumes of the root canal system, the transport was higher in the cervical and middle third for all systems evaluated. The amount of remaining dentin decreased significantly in the cervical and middle thirds in the direction toward the furcation in all the systems used.

Mass and energy flow processes in soil are strongly dependent on the state of the soil structure and on pore space geometry. To correctly describe these transport processes, an adequate pore space characterization is required. In this context, the use of computerized microtomography allows the visualization of the soil structures and processes that occur at large scales may be very useful, besides being a fast and non-destructive technique. Soil hydraulic properties, which are essential in the quantification of water balance components in hydrological models of the unsaturated zone, can be measured directly with field or laboratory methods. Simultaneous determination of these properties can be done by the Wind-Schindler evaporation method, but determining only the retention function is a more common practice. The relation between soil water retention and hydraulic conductivity can then be predicted using theories like those developed by Childs and Collis-George, Burdine and Mualem. These models treat pore-space tortuosity and connectivity as an empirical parameter, and its value remains usually undetermined, the use of a standard value being more common. Based on this contextualization, the objectives of this thesis are: (i) to evaluate the correlation between soil hydraulic properties measured in the laboratory, and parameters that quantify soil pore space from 3D images obtained by X-ray microtomography; and (ii) to functionally analyze soil hydraulic property parameterization in the prediction of soil water balance components by an agrohydrological model. To verify the relationship between soil hydraulic properties and soil image parameters, a stepwise multiple regression analysis was performed between the pore space parameters from images and empirical parameters of the semi-deterministic model, obtained with evaporation experiments together with an inverse solution method. Functional evaluation of soil hydraulic parameters was performed by a sensitivity analysis of the outputs of an agro-hydrological model to several ways of obtaining the tortuosity/connectivity parameter: applying the commonly used standard value, or determining its value in evaporation experiments in the laboratory with wet-range tensiometers, dry-range tensiometers, or both wet- and dry-range tensiometers. Simulations with the agro-hydrological model were performed for some years with distinct rainfall characteristics. The soil retention curve obtained using soil images had a good agreement to the retention curve obtained by the evaporation experiment, although the spatial resolution of the microtomograph allowed to only quantify macropores, consequently, to determine the hydraulic properties in a small range close to saturation. Soil hydraulic parameterization using a wide range of pressure heads is recommended for a better representation of vadose zone processes and soil-water-plant relations / Os processos de fluxo de massa e energia no solo dependem fortemente do estado da estrutura do solo e da geometria do espaço dos poros. Para descrever corretamente esses processos de transporte, é necessária uma caracterização adequada do espaço poroso. Neste contexto, o uso da microtomografia computadorizada permite a visualização das estruturas do solo e os processos que ocorrem em grandes escalas podem ser muito úteis, além de ser uma técnica rápida e não destrutiva. As propriedades hidráulicas do solo, que são essenciais na quantificação dos componentes do balanço hídrico em modelos hidrológicos da zona não saturada, podem ser medidas diretamente com métodos de campo ou laboratório. A determinação simultânea dessas propriedades pode ser feita pelo método de evaporação Wind-Schindler, mas a determinação apenas da função de retenção é uma prática mais comum. A relação entre a retenção de água do solo e a condutividade hidráulica pode então ser predita por teorias como as desenvolvidas por Childs e Collis-George, Burdine e Mualem. Esses modelos tratam a tortuosidade e conectividade do espaço poroso como um parâmetro empírico, e seu valor permanece geralmente indeterminado, sendo o uso de um valor padrão mais comum. Com base nessa contextualização, os objetivos desta tese são: (i) avaliação da correlação entre propriedades hidráulicas do solo, medidas em laboratório e parâmetros que quantificam o espaço de poros do solo a partir de imagens 3D obtidas por microtomografia de raios X; (ii) a análise funcional da parametrização das propriedades hidráulicas do solo na predição dos componentes do balanço hídrico do solo por um modelo agro-hidrológico. Para a verificação da relação entre as propriedades hidráulicas do solo e os parâmetros da imagem do solo, foi realizada uma análise de regressão múltipla entre os parâmetros do espaço poroso por imagens e parâmetros empíricos do modelo semi-determinística, obtidos com experimentos de evaporação juntamente com método de solução inversa. A avaliação funcional das parametrizações hidráulicas do solo foi feita pela análise de a sensibilidade das saídas de um modelo agro-hidrológico a várias maneiras de obter o parâmetro de tortuosidade/conectividade: aplicando um valor fixo comumente utilizado ou determinando seu valor em experimentos de evaporação no laboratório com tensiômetros na faixa úmida, tensiômetros na faixa seca, ou com tensiômetros nas faixas seca e úmida. As simulações com o modelo agro-hidrológico foram realizadas por vários anos com disponibilidade de água distinta. A curva de retenção de solo obtida através de imagens do solo está em concordância com a curva de retenção obtida pelo experimento de evaporação, embora a limitação da resolução espacial da microtomografia, permitiu apenas quantificar macroporos, consequentemente, a determinação das propriedades hidráulicas em uma pequena faixa próxima à saturação. A parametrização hidráulica do solo usando uma faixa mais ampla de tensões é recomendada para melhor representar os processos na zona não-saturada e das relações solo-água-planta

A caracterização de rochas de reservatórios por microtomografia de raios X (MRX) consiste em uma técnica de análise digital para estudar tridimensionalmente microestruturas e formações geológicas. Para materiais geológicos porosos, a distinção do corpo mineral e dos vazios é facilmente realizada devido à diferença de atenuação dos raios X irradiados, fornecendo modelos tridimensionais de tamanho de grão, porosidade e estrutura de poros. Os métodos tradicionais de petrologia, como a microscopia óptica ou a microscopia eletrônica de varredura (MEV), apresentam menor significância estatística para a área analisada e são limitados à análise bidimensional; assim o MRX apresenta um avanço para as técnicas de caracterização por aquisição e análise digital de imagens. Paralelamente, são conhecidas outras técnicas experimentais para caracterização de porosidade de materiais geológicos por intrusão de fluidos ou envelopamento de partículas. Destas, destaca-se a porosimetria com intrusão de mercúrio que atua no intervalo de poros micro a nanométricos, e possibilita também a determinação da distribuição de tamanho de poros. Este trabalho tem por objetivo determinar a porosidade e densidade de análogos de rocha reservatório pela conjugação de procedimentos de MRX bi e tridimensionais, porosimetria por intrusão de mercúrio e picnometria com gás Hélio. As condições operacionais foram previamente avaliadas até se estabelecer parâmetros capazes de gerar resultados reprodutíveis e com elevada repetitividade. Os resultados demonstram que as melhores correlações foram estabelecidas entre os resultados da porosimetria com mercúrio e microtomografia tridimensional, considerando-se a mesma resolução de tamanho de poro. Apesar dos princípios serem distintos e das comparações serem entre medidas indiretas e análise de imagens digitais, ambas são medidas volumétricas. Na avaliação de continuidade de poros, a correlação entre as determinações bi e tridimensionais revela presença de heterogeneidades. As determinações de densidade por porosimetria com mercúrio e picnometria com gás hélio são congruentes, desde que a quantidade de poros fechados não seja significativa em relação à porosidade total. A microscopia de raios X contribui significativamente para análise digital de rochas reservatório com possibilidade de determinação de porosidade, distribuição de tamanho, morfologia e conectividade de poros. Com a proibição iminente do uso de mercúrio por restrições ambientais, a MRX se torna uma suplente possível para estudos de materiais com porosidades micrométricas, com limitações na detecção poros nanométricos. / Reservoir rock characterization by X-ray microtomography (XRM) consists of a digital analysis to study microstructures and geological formations. The distinction of matrix and voids within the rock sample can be easily carried out due to the attenuation difference of irradiated X-rays, providing three-dimensional models of grain size, porosity and pore structure. Traditional petrology methods, such as optical microscopy or scanning electron microscopy (SEM) presents lower statistical significance for the characterized area and are limited to two-dimensional analysis; therefore, XRM presents an advance for characterization techniques by acquisition and digital image analysis. At the same time, experimental techniques are known for porosity characterization of geological materials by fluid intrusion or particle envelopment. It can be emphasized the mercury intrusion porosimetry acts in the range of micro and nanopores and also allows the analysis of pore size distribution. This study aims to determine porosity and density of reservoir rock analogous by the combination of two and three dimensional XRM procedures, mercury intrusion porosimetry and helium gas pycnometry. Operating parameters were prior evaluated to establish conditions for obtaining reproducible results with high repeatability. The results were assessed individually with subsequent correlations under the same resolution. The results demonstrate that the best correlations were established between mercury porosimetry and three-dimensional microtomography data, considering the same pore size resolution. Although the principles are completely different, and the comparisons refers to indirect measurements and digital image analysis, both considers volumetric measurements. In the evaluation of pore continuity, the correlation between two and three-dimensional determinations reveals the presence of heterogeneities. The density determinations by mercury intrusion porosimetry and pycnometry with helium gas are congruent, as long as the number of closed pores is not significant in relation to the total porosity. X-ray microscopy contributes significantly to reservoir rock digital analysis with the possibility of determining porosity, pore size distribution, morphology and pore connectivity. With the mercury use prohibition by environmental constraints, MRX becomes a possible substitute to characterize materials with micrometric porosities, with limitations in the detection of nanometric pores.

A movimentação dentária induzida é um processo biológico complexo mediado por estímulos mecânicos, levando a um subsequente processo de remodelação óssea, podendo haver reabsorção indesejada da raiz dentária provocada pelo excesso de força. Uma vez que a movimentação ortodôntica se baseia em um processo inflamatório localizado, o propósito deste estudo foi avaliar os efeitos do laser de baixa potência no processo de remodelação óssea e reabsorção radicular, buscando correlacionar as mudanças metabólicas observadas a nível celular ocorridas nos dias iniciais da movimentação dentária às alterações teciduais observadas microscopicamente e à arquitetura e morfologia do trabeculado e cortical ósseo. Primeiros molares de sessenta e oito ratos machos Wistar foram submetidos à movimentação induzida, divididos em 3 grupos: controle negativo (nenhuma movimentação), não irradiado (movimentação sem irradiação) e laser (movimentação e irradiação com laser de baixa potência de comprimento de onda de 810 nm, potência de 100 mW, área de 0,02cm2 e energia de 1,5 J/ponto) e eutanasiados nos dias 3, 6, 9, 14 e 21. Mensurações da movimentação dentária e análises histomorfométricas foram realizadas em todos os dias estudados. Análise imunoistoquímica dos marcadores RANKL, OPG e TRAP e avaliações por microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram feitas nos dias 3, 6 e 9 e o ensaio Western Blotting para proteínas RANKL e SOFAT e imagens de microtomografia computadorizada (MicroCT) nos dias 14 e 21. Os resultados deste estudo mostraram que a movimentação dentária foi significantemente maior no grupo Laser (aumento em média de 40%) em todos os dias avaliados. O lado de compressão mostrou maior expressão de RANKL e osteoclastos TRAP-positivos nos dias 3, 6 e 9 (p<0,05), promovendo significativa redução na área de osso alveolar presente no lado de compressão nos dias 6, 9 e 14 (p<0,05), e alterações microestruturais, como menor fração de volume ósseo/volume total, menor densidade óssea mineral aos 14 dias. A irradiação com laser também aumentou a expressão de RANKL e a citocina SOFAT no dia 14. No lado de tensão, houve maior expressão de OPG especialmente aos 9 dias (p<0,001) e significativo aumento na área de osso alveolar presente nos dias 14 (p<0,01) e 21 (p<0,05) histomorfometricamente e maior densidade óssea mineral e espessura das trabéculas aos 21 dias (p<0,01). Com relação às áreas de hialinização presentes, os resultados mostraram áreas significantemente reduzidas nos dias 3, 6 e 9 nos grupos irradiados, o que explica o menor número de odontoclastos na superfície radicular nestes dias e a redução significante das áreas de reabsorção radicular observadas nas lâminas histológicas nos dias 9, 14 e 21 e nas imagens de MEV nos dias 3 e 9. Os grupos irradiados também mostraram menor volume das lacunas de reabsorção radicular medidas no MicroCT nos dias 14 e 21, especialmente nos lados de compressão. O estudo concluiu que o laser de baixa potência influenciou a remodelação óssea, aumentou a atividade dos osteoclastos no lado da compressão, e estimulou a formação óssea no de tensão, acelerando significativamente o movimento dentário e potencialmente reduzindo as áreas de necrose no ligamento periodontal e, consequentemente, a reabsorção radicular. / Tooth movement is a complex biological process induced by mechanical stimulation, leading to a subsequent process of bone remodeling, concomitantly unwanted root resorption may occur caused by excessive force. Since orthodontic movement is based on a localized inflammatory process, the purpose of this study was to evaluate the effects of low-level laser therapy on the process of bone remodeling and root resorption, searching to correlate metabolic changes observed at cellular level in the initial days of tooth movement to tissue changes observed microscopically and both architecture and morphology of trabecular and cortical bone. Upper first molars of sixtyeight male Wistar rats were submitted to induced movement, divided into 3 groups: negative control (no movement), non-irradiated (movement without irradiation) and Laser (movement and irradiation using low level laser of 810 nm wavelength, 100 mW power, 0.02cm2 area, energy of 1.5J/point) and euthanized on days 3, 6, 9, 14 and 21. Measurements of tooth movement and histomorphometric analysis were performed at all days. Immunohistochemistry analysis of RANKL, OPG and TRAP markers and scanning electron microscopy (SEM) were made on days 3, 6 and 9. Western Blotting method to evaluate RANKL and SOFAT proteins and MicroCT images were performed on days 14 and 21. The results of this study showed that tooth movement was significantly greater in the irradiated side (increased in average of 40%) in all evaluated days. The compression side showed higher expression of RANKL and TRAP-positive osteoclasts on days 3, 6 and 9 (p <0.05), promoting significant reduction in alveolar bone area in the compression side on days 6, 9 and 14 ( p <0.05), and leading to microstructural changes such as decrease of the fraction of bone volume / total volume (BV/TV) and the bone mineral density (BMD) at 14 days. The laser also increased RANKL expression and SOFAT on day 14. On the tension side there was an increased expression of OPG especially after 9 days (p <0.001), a significant increase in alveolar bone area on days 14 (p < 0.01) and 21 (p <0.05) histomorphometrically and increase in bone mineral density and trabecular thickness after 21 days (p <0.01). Regarding hyalinized areas, the results showed significant reduced areas on days 3, 6 and 9 in irradiated groups, which explains the lower number of clastic cells on the root surface in these days, and a significant reduction of areas of root resorption observed in histology on days 9, 14 and 21 and on days 3 and 9 by SEM images. Irradiated groups also showed less volume of root resorption lacunaes measured by MicroCT on days 14 and 21, especially in the compression side. The study concludes that the low-level laser therapy had an effect on bone remodeling, increasing osteoclast activity on the compression side, and stimulating bone formation in tension side, resulting in significant tooth movement acceleration and potentially reducing the areas of necrosis in the periodontal ligament and consequently the root resorption process.