Effect of Yd: YAG laser irradiation on the shear bond strength of orthodontic metal brackets

ABSTRACT

ABSTRACT Objective: The purpose of this study was to evaluate the effect of the Yd:YAG laser irradiation on orthodontic bracket base surface. Shear bond strength (SBS) values and sites of the bonding failure interfaces were quantified. Methods: Brackets were divided into two groups: OP (One Piece - integral sandblast base) and OPL (One Piece - laser irradiation). The brackets were randomly bonded on an intact enamel surface of 40 bovine incisors. The SBS tests were carry out using a universal test machine. A stereomicroscopy was used to evaluate the adhesive remnant index (ARI), and surface characterization was performed by scanning electron microscopy (SEM). Student's t-test was used to compare the SBS between the two groups (p< 0.05). Frequencies and chi-square analysis were applied to evaluate the ARI scores. Results: OPL group showed higher value (p< 0.001) of SBS than OP group (43.95 MPa and 34.81 MPa, respectively). ARI showed significant difference (p< 0.001) between OPL group (ARI 0 = 100%) and OP group (ARI 0 = 15%). SEM showed a higher affinity between the adhesive and the irradiated laser base surface. Conclusions: Yd:YAG laser irradiation on bracket base increased SBS values, showing that bonding failure occurs at the enamel/adhesive interface. Laser-etched bracket base may be used instead of conventional bases in cases where higher adhesion is required, reducing bracket-bonding failure.

RESUMO

RESUMO Objetivo: O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da aplicação do laser Yd:YAG sobre a superfície metálica da base de braquetes ortodônticos, a resistência da colagem ao cisalhamento (RU) e os locais das falhas nas interfaces adesivas. Métodos: Os braquetes foram divididos em dois grupos, de acordo com o tipo de base: OP (One Piece - monobloco, base jateada) e OPL (One Piece - monobloco, base irradiada a laser). Foram selecionados 40 incisivos bovinos hígidos para a colagem de braquetes na superfície do esmalte. Os testes de RU foram realizados por meio de uma máquina de ensaio universal EMIC DL1000. O Índice de Adesivo Remanescente (ARI) e a caracterização das superfícies foram realizados empregando-se estereomicroscópio e microscópio eletrônico de varredura (MEV). O teste t de Student foi aplicado para comparar a RU entre os dois grupos (p< 0,05). O ARI foi avaliado por meio da análise de Frequência e teste do Qui-quadrado. Resultados: O grupo OPL obteve maiores valores de RU (p<0,001) do que o grupo OP (43,95 MPa e 34,81 MPa, respectivamente), e o ARI obteve diferença significativa (p<0,001) entre os grupos OPL (ARI 0 = 100%) e OP (ARI 0 = 15%). A análise proveniente do MEV mostrou alta interação adesiva entre a resina e a superfície metálica da base irradiada pelo feixe de laser. Conclusões: A irradiação com laser Yd:YAG sobre a superfície da base de braquetes metálicos aumentou os valores da RU, demonstrando que as falhas adesivas ocorreram na interface esmalte/adesivo. O uso de braquetes modificados com irradiação a laser pode ser adotado como alternativa aos braquetes com bases convencionais nos casos em que uma maior retentividade for requerida para reduzir as falhas de adesividade.