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Com a observação do procedimento desses animais desenvolveu-se a idéia do sonar, durante a Segunda Guerra Mundial. O sonar serve para detectar objetos sob a água, como submarinos, e também para avaliar a profundidade dos mares. Após a Segunda Guerra houve um aumento muito grande de aplicações do ultra-som nos mais diversos campos.
Como o ultra-som está fora da faixa de freqüência audível ao homem, ele pode ser empregado com intensidade bastante alta.
As aplicações do ultra-som de baixa intensidade têm, como propósito, transmitir a energia através de um meio e com isso obter informações do mesmo. Como exemplo dessas aplicações podemos citar: ensaio não destrutivo de materiais, medida das propriedades elásticas dos materiais e diagnose médica.
As aplicações de alta intensidade têm como objetivo produzir alteração do meio através do qual a onda se propaga. Como exemplo citaremos a terapia médica, atomização de líquidos, limpeza por cavitação, ruptura de células biológicas, solda e homogeneização de materiais.
O uso do ultra-som de baixa intensidade em medicina, para diagnóstico, se baseia na reflexão das ondas ultra-sônicas. O diagnóstico com ultra-som é mais seguro do que a radiação ionizante, como os raios-x e por isso é preferível em exames pré-natais.
As vantagens do diagnóstico com o ultra-som são sua segurança, sua conveniencia por ser não-invasivo e atraumático, além de sua capacidade em detectar fenômenos não perceptíveis pelos raios-x.
De um modo geral, um transdutor é um dispositivo que converte um tipo de energia em outro. Os transdutores ultra-sônicos convertem energia elétrica em energia mecânica e vice-versa. Esses transdutores são feitos de materiais piezoelétricos que apresentam um fenômeno chamado efeito piezoelétrico.
O efeito piezoelétrico foi descoberto por Pierre e Jacques Curie em 1880 e consiste na variação das dimensões físicas de certos materiais sujeitos a campos elétricos. O contrário também ocorre, ou seja, a aplicação de pressões. Por exemplo, pressões acústicas que causam variações nas dimensões de materiais piezoelétricos provocam o aparecimento de campos elétricos neles. Um outro método de gerar movimentos ultra-sônicos é pela passagem de eletricidade sobre metais especiais, criando vibrações e prioduzindo calor intenso durante o uso. Este efeito é chamado de magnetoestritivo.
Ao se colocar um material piezoelétrico num campo elétrico, as cargas elétricas da rede cristalina interagem com o mesmo e produzem tensões mecânicas.
O quartzo e a turmalina, cristais naturais, são piezoelétricos.
O cristal, para ser usado como transdutor, deve ser cortado de forma que um campo elétrico alternado, quando nele aplicado, produza variações em sua espessura. Dessa variação resulta um movimento nas faces do cristal, originando as ondas sonoras. Cada transdutor possui uma freqüência de ressonância natural, tal que quanto menor a espessura do cristal, maior será a sua freqüência de vibração.
O mesmo transdutor que emite o sinal ultra-sônico pode funcionar como detector, pois os ecos que voltam a ele produzem vibração no cristal, fazendo variar suas dimensões físicas que, por sua vez, acarretam o aparecimento de um campo elétrico. Esse campo gera sinais que podem ser amplificados e mostrados em um osciloscópio ou registrador.
Outro efeito possível numa aplicação ultra-sônica está associada à cavitação, termo usado para descrever a formação de cavidades ou bolhas no meio líquido, contendo quantidades variáveis de gás ou vapor. No caso de células biológicas ou macromoléculas em suspensão aquosa, o ultra-som pode alterá-las estruturalmente e/ou funcionalmente através da cavitação.
A pressão negativa no tecido durante a rarefação pode fazer com que os gases dissolvidos ou capturados se juntem para formar bolhas. O colapso dessas bolhas libera energia que pode romper as ligações moleculares, provocando o aparecimento de radicais livres H+ e OH-, altamente reativos e como conseqüência, causar mudanças químicas.
Outro efeito biológico que pode ocorrer é devido às denominadas "forças de radiações" que podem deslocar, distorcer e/ou reorientar partículas intercelulares, ou mesmo células com relação às suas configurações normais.
Atualmente, grande número de pesquisas vêm sendo realizadas para verificar os efeitos biológicos do ultra-som. Os resultados obtidos até agora conduzem à suposição de que nenhum bioefeito substancial tem sido verificado com feixe ultra-sônico de intensidade inferiore a 100 mW/cm2.
Para resumir, podemos enumerar os seguintes efeitos de interesse biológico:
1) Efeito térmico: a energia intrínseca das ondas sonoras gera calor ao atravessar o tecido.
2) Efeito mecânico-vibratório: Empregado no preparo dos canais radiculares através da instrumentação, coadjuvado pela irrigação simultânea.
3) Efeito químico: pela liberação de substâncias ionizantes.
4) Efeito reflexivo: característica de atingir o objeto e retornar (como no ecograma).
5) Fenômeno da cavitação.
Sabemos que existe uma variedade muito grande de ondas; por exemplo, as ondas do mar, as ondas em uma corda, numa mola, as ondas sonoras e as ondas eletromagnéticas, etc. Essas ondas podem diferir em muitos aspectos, mas todas podem transmitir energia de um ponto a outro.
Os olhos são receptores especiais que detectam as ondas eletromagnéticas com comprimentos entre 4.000 a 7.000 Å, são as chamadas ondas luminosas visíveis ou simplesmente ondas luminosas.
As ondas sonoras têm freqüências audíveis de 20 a 20.000 Hz.
As ondas mecânicas são as que se propagam em meios deformáveis ou elásticos. Como exemplo, podemos citar as ondas sonoras, ondas numa corda, numa mola, ondas na água. São originadas de uma perturbação ou distúrbio numa região de um meio elástico. Tendo o meio propriedades elásticas, o distúrbio é transmitido sucessivamente de um ponto a outro. As partículas do meio vibram somente ao redor de suas posições de equilíbrio, sem no entanto se deslocar como um todo juntamente com a corda.
As ondas não-mecânicas, como as eletromagnéticas, não necessitam de um meio material para a sua propagação. Um exemplo é a luz, que atravessa o espaço interestelar praticamente vazio.
Quanto a relação entre a direção da perturbação e da propagação, as ondas podem ser classificadas em transversais e longitudinais.
As ondas luminosas são também consideradas transversais, pois as oscilações dos vetores campo elétrico e campo magnético ocorrem em direções perpendiculares à direção da propagação.
Dependendo da duração da perturbação provocada no meio, pode-se produzir um pulso ou onda única, um trem de ondas e uma sucessão contínua de ondas.
Uma característica do pulso e do trem de ondas é terem um princípio e um fim, sendo portanto uma perturbação de extensão limitada. Uma única sacudidela numa corda tensionada produz um pulso. Um flash de luz produz um pulso luminoso. Caso aplique algumas sacudidelas na corda tensionada, será produzido um trem de ondas que se move ao longo dela. Se, por outro lado, as sacudidelas forem periódicas, produz-se um movimento periódico em cada partícula da corda, havendo a produção de uma sucessão contínua de ondas.
As ondas podem ser progressivas ou estacionárias.
Numa onda progressiva, cada partícula do meio vibra com a mesma amplitude, enquanto que numa onda estacionária a amplitude é função da posição do ponto, sendo máxima nos ventres.
O efeito combinado de duas ou mais ondas num ponto é chamado, de forma geral, de interferência. Esse é um fenômeno característico e exclusivo do movimento ondulatório.
Quando o pulso resultante da superposição é maior que qualquer de seus componentes, tem-se o que se chama de interferência construtiva; por outro lado, se um dos pulsos é invertido em relação ao outro, durante a superposição, ele tende a se anular. Esta interferência é chamada de destrutiva.
A velocidade de propagação da onda em meio elástico depende, em geral, da elasticidade e densidade do meio.
Sabe-se que a densidade e as características de elasticidade do meio variam com a temperatura e a pressão desse meio, logo a velocidade de propagação dependerão da temperatura e da pressão.
Refere-se como meio não-dispersivo aquele em que a forma da onda não se altera à medida que a onda se propaga e sua velocidade é constante, desde que sejam fixadas as características de elasticidade e a densidade do meio. Exemplo de onda que não sofre dispersão é a onda sonora no ar.
A velocidade do som no ar a 20ºC é de 344 m/s. A velocidade é a mesma para o som audível, infra-som e ultra-som.
As ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo, ou num meio rarefeito como o ar, não apresentam dispersão, mas em meios densos como a água e o vidro apresentam o fenômeno.
Richman (1957) publicou o primeiro trabalho sobre o ultra-som como auxiliar na instrumentação e limpeza do canal radicular.
O uso do Cavitron com ponta PR30 como elemento auxiliar da instrumentação do canal radicular já é conhecido há vários anos.
Com o decorrer do tempo muitas pesquisas foram realizadas, tentando desenvolver uma técnica de instrumentação com o ultra-som e examinando sua capacidade de limpeza em relação à instrumentação manual convencional. Como o aparelho adaptado (Cavitron) não fornecia irrigação contínua, ela era fornecida manualmente, não satisfazendo as necessidades de limpeza do canal radicular.
Desse modo, o uso do ultra-som em endodontia, com aparelho adaptado, passou a ser apenas um acessório, usado com muita restrição.
Os pesquisadores, incentivados pela eficiência do ultra-som, conseguiram criar um aparelho específico para a endodontia, que conseguia realizar irrigação simultânea à instrumentação.
Martin (1976) marca uma nova etapa no tratamento endodôntico com o ultra-som, realizando inúmeras pesquisas sobre o assunto.
A associação dos pesquisadores com a Dentsply possibilitou o desenvolvimento de equipamentos próprios para a endodontia, iniciando a era do sistema ultra-sônico de preparo dos canais radiculares.
O avanço na aplicação do ultra-som tem possibilitado o surgimento de métodos de tratamento dos canais radiculares que possibilitam o cirurgião-dentista a realizar de modo mais fácil e rápido a instrumentação e irrigação simultânea do canal radicular.
Com o avanço das pesquisas, novos aparelhos foram surgindo no mercado. Hoje, existem vários modelos, como o Cavi-Endo (Dentsply), Enac (Osada), Sprassom (francês) e o Profi-Endo (Dabi-Atlante).
O sistema endo-sônico possui múltiplos valores, pois instrumenta, limpa, irriga, desinfeta e dá a forma de conveniência necessária ao canal radicular de modo combinado e simultâneo.
Os aparelhos ultra-sônicos usados em endodontia produzem efeitos vibratórios do tipo magnetoestritivo que converte a corrente elétrica suprida à peça de mão em oscilações mecânicas usadas para ativar a lima.
Martin e cols. recomendam o uso de solução de hipoclorito de sódio a 2,6% ou outra solução de acordo com a preferência do operador. Este líquido irrigante é colocado no reservatório próprio.
A solução irrigante conduz efeitos ultra-sônicos distintos, como cavitação e corrente acústica. De modo geral, a técnica de Martin consiste no seguinte:
1) A exploração e alargamento em todo o comprimento de trabalho são feitas manualmente, de forma convencional. O canal deve ser limado, pelo menos, até a lima número 15 nos dentes mais atrésicos e com limas de numeração apropriada nos dentes de canais mais volumosos. A condutometria é estabelecida com limas de acordo com o diâmetro anatômico do canal.
2) A lima endo-sônica deve ser colocada adequadamente na peça de mão e curvada devidamente e inserida ao longo do canal, até o comprimento de trabalho, previamente estabelecido. Para energizar a lima endo-sônica, basta comprimir o pedal de controle da unidade no primeiro nível. Para realizar a irrigação intermitente ou contínua basta comprimir o pedal até o segundo nível.
3) Energizar a lima endo-sônica no interior do canal. Aguardar 10 segundos, aproximadamente, sem provocar nenhuma movimentação da peça de mão.
4) Realizar a movimentação da lima de maneira suave e pequena amplitude, de cima para baixo e vice-versa, ao longo das paredes do canal.
O operador deve manter o controle adequado apenas orientando a lima, utilizando a lima, utilizando o efeito ultra-sônico recíproco que fornece o movimento próprio da lima.
Durante o preparo do canal, deve-se fazer a irrigação simultânea, usando também o aspirador.
5) O segundo movimento que deve ser dado à lima é o circunferencial. A combinação de limagem endo-sônica com delicados movimentos curtos de vaivém e leve ação circunferencial deve ser realizado com copiosa irrigação e constante aspiração. Esta ação cria o que Martin designou de "efeito sinergístico ultra-sônico endo-sônico".
6) Os movimentos seguintes consistem, de forma idêntica, usando limas endosônicas de nº 20 e, se necessário, número 25. Em canais atrésicos e curvos, aconselha-se o uso de até somente a lima de nº 20.
Todas as limas são utilizadas no canal por aproximadamente 1 minuto. O canal deve conter sempre a solução irrigante.
7) Após completada a utilização das limas endo-sônicas, o autor recomenda a utilização de limas endo-sônicas diamantadas. Esta é inserida no interior do canal até o terço médio ou pouco mais ou até o ponto de curvatura da raiz, sem ultrapassá-lo.
As limas diamantadas vão alisar as paredes do canal, através de movimentos semelhantes aos aplicados nas limas endo-sônicas, com irrigação simultânea.
8) Realizar a recapitulação, principalmente da região do terço apical, usando limas manuais de nº 20 e 25, dando acabamento final do canal. Faz-se a seguir uma irrigação ultra-sônica do canal. O canal acha-se preparado em toda a sua extensão, sem produzir desvios ou perfurações.
O aparelho produzido pela Osada Eletric Co. consiste num gerador de freqüências ultra-sônicas de pequeno porte, corrente 120 ou 220 V, com freqüência oscilatória de 30kHz.
A técnica de execução do preparo do canal radicular, isto é, dilatação e irrigação simultânea, consiste em:
1) O canal já deve ter sido explorado, dilatado inicialmente em toda a sua extensão, manualmente, até o correspondente à lima "K" nº 15 e irrigado copiosamente. A odontometria também deve ter sido estabelecida.
2) Fixar a lima "K", nº 15, na peça de mão da unidade.
3) Estabelecer e fixar o pequeno cursor especial de borracha no comprimento de trabalho desejado.
4) Inserir a lima no interior do canal previamente umedecido, sem oscilação ultra-sônica. Se uma pequena resistência é encontrada nos milímetros finais do canal, deve-se fazer a recapitulação com instrumento manual.
5) Executar agora a dilatação e irrigação abundante do canal radicular. Com a lima "K" no interior do canal na extensão desejada por cerca de 10 segundos, com a carga estabelecida em 1, sem mover a lima.
6) Mover agora a lima de cima para baixo e vice-versa, com uma amplitude de 2 mm, para estabelecer a dilatação e irrigação.
O fabricante recomenda uma cuidadosa instrumentação em canais atrésicos e curvos com a lima nº 15. Após isso, deve-se completar a instrumentação com técnica manual.
1) Instrumenta e irriga o canal de forma rápida, suave e eficiente.
2) Produz menor fadiga para o paciente e o profissional.
3) Aumenta as propriedades de limpeza e desinfecção na instrumentação, quando substâncias irrigantes anti-sépticas são constituíntes integrantes do sistema, com ação simultânea.
4) Remove obstruções causadas por corpos estranhos, cones de prata, pinos protéticos. Para maiores informações sobre remoção de corpos estranhos no interior do canal radicular, clique aqui.
5) Remove obturações antigas do canal radicular.
Costa et al (1986), realizaram um estudo comparativo através do microscópio eletrônico de varredura da limpeza de canais radiculares quando da instrumentação manual e ultra-sônica. Os autores concluíram neste trabalho o seguinte:
1) A instrumentação ultra-sônica é mais efetiva que a instrumentação manual na eliminação de magma dentinário.
2) Ao nível do terço apical permanece magma dentinário quando do emprego de ambos tipos de instrumentação, porém em menor quantidade ao utilizar-se o ultra-som.
Esborard et al (1986) realizaram um estudo sobre as vantagens e desvantagens do uso do ultra-som em endodontia e citam as seguintes vantagens:
1) Melhor limpeza dos canais radiculares.
2) Redução no tempo de preparo biomecânico dos canais radiculares.
3) Facilita a obturação.
4) Maior desgaste das paredes dentinárias.
5) Redução da fadiga do operador.
6) Irrigação contínua e abundante.
7) Facilita a remoção de pinos interradiculares e instrumentos fraturados.
Como desvantagens, citam:
1) Necessidade de um período de treinamento.
2) Possibilidade de detritos serem empurrados para o periápice.
3) Fluxo irrigante pobre em canais curvos.
4) Não abre espaço em profundidade, apenas em lateralidade.
Ainda, esses autores preconizam uma seqüência de instrumentação idêntica à de Martin, ou seja, começar a instrumentação manual do canal radicular usando instrumentos finos (10, 15), com o objetivo de se formar o preparo apical. A seguir recua-se 1 mm e realiza-se a instrumentação ultra-sônica com limas 15, 20 e 25 por tempo variável de 1 a 3 minutos com cada instrumento. Esses autores recomendam irrigação com com soluções cloradas e irrigação final com EDTA e agitação ultra-sônica por um tempo mínimo de 1 minuto.
Costa et al (1986) apresentam uma seqüência de treinamento para o uso do ultra-som e explicam os princípios gerais da instrumentação com ultra-som:
1) A entrada do canal radicular deve ser preparada de maneira a ter forma expulsiva em direção oclusal e abranger os 2 ou 3 mm iniciais do seu terço cervical.
2) Manter a câmara pulpar e o canal radicular constantemente repleta com substância auxiliar da instrumentação.
3) Deve-se limitar o transporte da lima ultra-sônica de no máximo 4 mm, quando o sistema de fixação da ponta endodôntica assim o permitir. Os autores lembram que o transporte "rouba" parte do movimento vibratório que deveria estar empregado na parte ativa da lima.
4) O canal deve ser explorado e ter seu acesso apical completado com instrumentos manuais de diâmetro compatíveis, que possibilitem definir o diâmetro anatômico e o CRT.
5) A lima ultra-sônica não deve ficar travada ou demasiadamente ajustada, mas com discreta liberdade de movimento lateral.
6) É importante lembrar que o menor diâmetro de limas utilizadas em instrumentos ultra-sônicos é de 0,15 mm, podendo, em casos especiais, ser adaptadas as limas 08 e 10, eliminando o cabo.
7) O emprego das limas em ultra-som não se faz de forma seqüencial como na instrumentação manual. Após o uso de um instrumento com o ultra-som, o aumento de diâmetro é tão significativo que é possível empregar o instrumento seguinte cerca de 2 a 3 níveis acima.
8) As limas devem ser ativadas pelo ultra-som quando já colocadas no interior do canal, pois fora do mesmo podem fraturar-se quando entraem ressonância durante o movimento vibratório.
9) O movimento de instrumentação deve ser realizado suave e lateralmente com discreto percurso de penetração até o CRT e retrocesso (cerca de 2 ou 3 mm), e circunscrevendo o canal para que todas as paredes possam sofrer diretamente o movimento vibratório capaz de desgastá-las.
10) O tempo de atuação de cada lima em condições normais é de 60 a 90 segundos, quando o desgaste da dentina permitir introduzir uma lima 2 ou 3 números superiores.
11) Os autores aconselham que o uso do mesmo instrumento seja de no máximo 3 vezes, devido à perda de corte da sua parte ativa e pela intensa ação mecânica imposta à lima que provavelmente pode levar à fadiga do metal e conseqüente quebra.
Uma vez terminado o preparo químico-mecânico com o ultra-som, procede-se a feitura do preparo apical com limas manuais tipo K.
Feller et al (1986) estudaram a alteração da permeabilidade dentinária radicular, pela penetração do azul de metileno, em dentes naturais extraídos após terem sido submetidos ao preparo do canal manual e com emprego de ultra-som.
As variações obtidas são de pouca monta, sendo que no terço cervical foi significativamente maior a permeabilidade dos preparos realizados com ultra-som; entretanto, no terço apical esta diferença foi apenas aritmética.
Costa et al (1986) realizaram um
estudo comparativo, através do microscópio eletrônico
de varredura, da limpeza de canais radiculares quando a instrumentação
manual e ultra-sônica, concluindo que a última é mais
efetiva que a instrumentação manual na eliminação
de magma dentinário. A nível do terço apical permanece
magma dentinário quando do emprego de ambos tipos de instrumentação,
porém em menor quantidade ao utilizar-se o ultra-som.