ENERGIA ULTRA-SÔNICA 1

ENERGIA ULTRA-SÔNICA
O ultra-som é utilizado pela natureza, que dotou certos animais com a capacidade de
emitir ondas ultra-sônicas. Os morcegos, golfinhos, mariposas se locomovem,
encontram alimentos e fogem do perigo através de ondas ultra-sônicas que eles próprios
emitem.
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 exemplos
dessas aplicações podem 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 citará 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.
Geração de ultra-som
As ondas ultra-sônicas são geradas por transdutores ultra-sônicos, também chamados
simplesmente de transdutores.
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 ultrasônicos 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.
Efeitos biológicos do ultra-som
O ultra-som quando atravessa um tecido é absorvido e pode elevar a temperatura local.
As mudanças biológicas devidas a isso seriam as mesmas se a elevação fosse provocada
por outro agente. A taxa de absorção do ultra-som aumenta com sua freqüência.
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.
Ondas
Onda é uma perturbação ou distúrbio transmitido através do vácuo ou de um meio
gasoso, líquido ou sólido.
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.
Tipos de ondas
Dependendo do meio de propagação das ondas, elas podem ser classificadas em
mecânicas e não-mecânicas.
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.
Ondas transversais
Uma onda é dita transversal quando a perturbação for perpendicular à direção de
propagação. Exemplo: vibrar uma corda.
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.
Ondas longitudinais
Se a perturbação for paralela à direção de propagação, têm-se uma onda longitudinal.
Exemplo: ondas sonoras.
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.
Princípio da superposição
O que ocorre quando duas ou mais ondas se cruzam numa mesma região do espaço é
chamado de superposição, segundo a qual quando duas ou mais ondas passam por um
dado ponto, em determinado instante, a perturbação resultante é a soma algébrica das
perturbações de cada onda. Este princípio é aplicado tanto para as ondas
eletromagnéticas como para as ondas mecânicas.
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.
Velocidade de propagação da onda em meio elástico
Um meio elástico é constituído de qualquer material que tende a preservar seu
comprimento, forma e volume contra as forças externas. Tais materiais possuem forças
restauradoras que tendem a retornar o material à sua condição original após a remoção
das forças externas. A força restauradora é característica do material e tem origem nas
forças de ligação entre seus átomos ou moléculas individuais.
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.
O ultra-som em Endodontia
As pesquisas iniciais sobre aplicação do ultra-som em Odontologia se iniciaram por
volta de 1950. O Cavitron, aparelho usado para profilaxia periodontal, foi introduzido
no mercado em 1957, pela Dentsply, nos Estados Unidos.
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).
Técnicas ultra-sônicas de preparo dos canais radiculares
Técnica de Martin & Cunningham
Martin & Cunningham estabelecem diretrizes e bases definidas na utilização do ultrasom no preparo dos canais radiculares. Esses autore, após vários anos de estudos e
observações, apresentam uma técnica segura para a instrumentação do canal radicular
com o ultra-som.
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.
Técnica do sistema ultra-endo, da Osada-Enac
Durante o 126º Encontro Anual da ADA, em novembro de 1985.
O aparelho produzido pela Osada Eletric Co. consiste num gerador de freqüências ultrasônicas 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 ultrasônica. 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.
Vantagens do uso do ultra-som em endodontia
Relacionaremos aqui as seguintes vantagens do emprego do sistema ultra-sônico como
auxiliar do preparo dos canais radiculares:
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.
Atenção:
O ultra-som não deve ser usado em pacientes portadores de marca-passo cardíaco, pois
pode haver interferência neste aparelho.
Algumas pesquisas sobre o ultra-som
Costa el al (1986), utilizando de uma rigorosa metodologia para análise morfométrica
sob microscopia ótica, verificaram a capacidade de limpeza dos canais radiculares
determinando o porcentual de detritos em relação à área do canal após irrigação final
convencional e ultra-sônica. A irrigação foi realizada com líquido de Dakin e
observaram que a energização pelo ultra-som produz ação cavitacional que
proporcionou melhor limpeza em ambos terços médio e apical, quando comparados à
irrigação convencional. O terço apical foi menos limpo do que o terço médio
correspondendo, entretanto, a mediano do terço apical irrigado com ultra-som
Costa et al (1986), realizaram um estudo comparativo através do microscópio eletrônico
de varredura da limpeza de canais radiculares quando da instrumentação manual e ultrasônica. 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.
CONCLUSÕES
Todo movimento provoca um som e vice versa, porém nem todos os sons são audíveis,
é o caso do ultra-som que está além do limite audível pelo homem encontrando-se
acima de 18.000 Hz.O equipamento de ultra-som (US) é um gerador de corrente elétrica
de alta freqüência, conectado a uma cerâmica piezoelétrica sintética que se deforma na
presença de um campo elétrico. O US é uma onda mecânica longitudinal transmitidas
pelas vibrações das moléculas do meio pelo qual a onda está se propagando.
A energia ultra-sônica aplicada a um fluido gera “microbolhas” de gás ou vapor. As
bolhas no tecido adiposo ou no líquido são instáveis,e em grande quantidade vão
aumentando e \"explodem\", destruindo as microcavidades gordurosas. A frequência do
ultra-som determina a profundidade que o feixe pode atingir, ou seja, quanto menor ela
for, maior será a sua penetração nos tecidos, em estética usamos frequência de 0,5 a 5
MHz. A possibilidade de usar várias frequências é importante, na medida em que
podemos tratar tecidos mais superficiais com frequêcias maiores e mais profundos com
menores.
Profundidade de penetração nos tecidos: Freqüência 0,8 MHz - 3 a 6 cm
Freqüência 3,0 MHz - 1 a 3 cm
O acoplamento correto entre o transdutor ultra-sônico e o paciente é extremamente
importante para um bom desempenho do US, por isso usa-se gel para evitar bolhas de ar
que podem se formar entre o transdutor e o paciente, o que diminui a eficácia do ultrasom, por que o ar não é um bom condutor do som. Na aplicação o transdutor deve ser
usado em movimentos circulares contínuos por um tempo de 1 a 2 minutos em área uma
vez e meia maior que o tamanho da face do transdutor, sendo o tempo máximo de
aplicação de 20 minutos.
Efeitos fisiológicos
O ultra-som produz quatro efeitos fisiológicos básicos : respostas biológicas, reações
químicas, respostas mecânicas e efeitos térmicos.
Respostas Biológicas
A permeabilidade das membranas fica aumentada pelo ultra-som, o que acentua a
transferência dos fluidos e nutrientes aos tecidos. Essa qualidade é importante no
processo da fonoforese, onde moléculas são literalmente "empurradas" através da pele
pela onda sonora com finalidades terapêuticas
Reações Químicas
Assim como um tubo de ensaio é agitado no laboratório para acentuar as reações
químicas, as vibrações do ultra-som estimulam o tecido a aumentar as reações e os
processos químicos locais, e assegura a circulação dos elementos e radicais
necessários por recombinação.
Respostas Mecânicas
Coloque a palma da mão voltada para cima, em forma de concha, contendo uma
pequena quantidade de óleo mineral. Aplique gel no cabeçote e coloque o mesmo no
dorso da mão: você irá notar o óleo borbulhar na palma da mão. As ondas ultra-sônicas
penetram através da mão e atingem o óleo, sem nenhuma elevação significativa na
temperatura da pele e sem produzir nenhuma lesão em sua mão.
Coloque um pouco d'água no cabeçote do ultra-som com o mesmo ligado: você irá notar
que ocorre um borbulhamento da água sem que ocorra um aumento na temperatura da
mesma. Não há aumento notável da temperatura quando o ultra-som é aplicado de
forma subaquática. , são observadas ondulações na superfície da água, indicando a
manifestação mecânica da energia ultra-sônica.
Efeitos Térmicos
Os efeitos térmicos são mais observados nos tratamentos fisioterápicos e o aumento da
temperatura é devido ao atrito que as vibrações mecânicas produzem no tecido e pelas
reflexões nas interfaces dos tecidos com diferentes impedâncias acústicas. Este efeito
varia de acordo com a frequência, sendo diretamente proporcional com o tipo do ultrasom (contínuo ou pulsado) e com a intensidade e duração do tratamento. O
conhecimento e o uso correto do US é fundamental para obter o melhor resultado da
técnica.
FONTE DE PESQUISA
http://www.forp.usp.br/restauradora/us01.htm
http://www.institutoaica.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=49:u
ltra-som-estetica&catid=38:artigos&Itemid=48
ACESSO EM: 24/05/2013