artigo inédito
Avaliação da resistência ao cisalhamento de braquetes colados pelas técnicas direta e indireta: estudo in vitro Roberto Hideo Shimizu1, Karlos Giovani Grando2, Isabela Almeida Shimizu3, Augusto Ricardo Andriguetto3, Ana Cláudia Moreira Melo3, Eduardo Leão Witters2
Objetivo: objetivou-se com esse trabalho avaliar, em um estudo realizado in vitro, a resistência ao cisalhamento de braquetes metálicos ortodônticos colados pelas técnicas direta e indireta. Métodos: foram utilizados 30 dentes pré-molares superiores humanos hígidos. Os dentes foram divididos em três grupos de 10 dentes: Grupo I — colagem indireta com sistema Sondhi Rapid-Set (3M/Unitek); Grupo II — colagem indireta com sistema Transbond XT (3M/Unitek); e Grupo III — colagem direta com sistema Transbond XT (3M/Unitek). Após realização das colagens e confecção dos corpos de prova, esses foram submetidos ao teste de cisalhamento em uma máquina universal de ensaios da marca comercial EMIC, modelo DL-500. Foram aplicados os testes de Kolmogorov-Smirnov, para verificar se os dados tinham uma distribuição normal, e o teste de Bartlett, para verificar se existia igualdade entre as variâncias. Aplicou-se a análise de variância de um fator e, posteriormente, o teste de Tukey para o contraste pareado de médias. O nível de significância foi de 5%. Resultados: os resultados do Grupo I foram 67,6N e 5,9MPa; do Grupo II foram 68,9N e 6,1MPa; e do Grupo III (controle), 92,5N e 8,1MPa. Conclusão: pode-se concluir que tanto para os valores em Newtons (N) como para os valores em Mega Pascal (MPa), a média do Grupo III foi significativamente maior em relação aos Grupos I e II. Já para as médias onde a técnica indireta foi usada (Grupos I e II), não houve diferenças estatisticamente significativas. Palavras-chave: Colagem dentária. Descolagem dentária. Resistência ao cisalhamento. Ortodontia corretiva.
1
Professor Adjunto Doutor da Disciplina de Ortodontia da UTP-PR. Professor da Pós-graduação da UTP-PR, ILAPEO e ABO.
2
Especialista em Ortodontia pela Universidade Tuiuti do Paraná.
3
Professor da Pós-graduação da UTP-PR, ILAPEO e ABO.
Como citar este artigo: Shimizu RH, Grando KG, Shimizu IA, Andriguetto AR, Melo ACM, Witters EL. Assessment of shear bond strength of brackets bonded by direct and indirect techniques: An in vitro study. Dental Press J Orthod. 2012 July-Aug;17(4):23-4. Enviado em: 16 de novembro de 2009 - Revisado e aceito: 20 de junho de 2011 » Os autores declaram não ter interesses associativos, comerciais, de propriedade ou financeiros que representem conflito de interesse nos produtos e companhias descritos nesse artigo. Endereço para correspondência: Roberto Hideo Shimizu Rua Padre Anchieta, 1846 - Bigorrilho – Curitiba/PR – CEP: 80.730-000 E-mail: robertoshimizu@yahoo.com.br
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INTRODUÇÃO A especialidade da Ortodontia depende de um sistema adesivo de qualidade para realização de um tratamento efetivo. Para tanto, a seleção de uma técnica adequada de colagem dos braquetes se torna vital para que esse sucesso seja alcançado. O procedimento da colagem, apesar de ser temporário, deve ser suficientemente resistente para suportar as forças ortodônticas e as cargas resultantes da oclusão23. Atualmente, os melhores resultados clínicos são obtidos pelos profissionais que melhor posicionam os braquetes20. Dessa forma, a colagem de braquetes na superfície do esmalte dos dentes é um procedimento clínico que pode ser realizado de modo direto, posicionando-se o braquete diretamente na superfície dentária; ou indireto, constituído por duas etapas, uma laboratorial e outra clínica: na primeira etapa, os braquetes são posicionados no modelo e moldeiras de transferência são confeccionadas; na segunda, os braquetes são posicionados nos dentes com o auxílio dessas moldeiras15. Pode-se considerar, dentre os benefícios da colagem indireta, uma maior precisão na colagem dos braquetes; menor reposicionamento das peças, maximizando o tempo do profissional; colagem simultânea de todos os braquetes, resultando em menor tempo de cadeira; diminuição do desconforto do paciente e redução nas falhas de colagem16. Em contrapartida, essa técnica também apresenta desvantagens, como tempo de trabalho laboratorial, maior custo, maior número de etapas e interface entre a resina para colagem e o adesivo aplicado ao dente que pode comprometer a adesão. O correto posicionamento dos braquetes é facilitado pela colagem indireta, pois ela proporciona a visão dos dentes no modelo em todos os planos do espaço, propiciando um melhor posicionamento vertical dos braquetes, bem como mostra-se mais eficaz em relação à angulação15. Dessa forma, objetivou-se avaliar, por meio de ensaios mecânicos, a resistência ao cisalhamento de braquetes colados pelas técnicas direta e indireta.
Os dentes foram divididos em três grupos de 10 dentes (n=10): » Grupo I: colagem indireta com sistema SondhiTM Rapid-Set (3M/Unitek). » Grupo II: colagem indireta com sistema TransbondTM XT (3M/Unitek). » Grupo III: colagem direta com sistema Transbond XTTM (3M/Unitek). O método de ensaio utilizado nesse trabalho foi anteriormente testado15,16, em que os dentes foram fixados por meio de suas raízes em gesso-pedra tipo IV (marca Durone) em uma base metálica (troquelador), mantendo suas coroas expostas. Após a moldagem com alginato (Jeltrat) e vazado com gesso especial tipo IV (Durone), foi obtido o modelo para a colagem indireta dos grupos I e II. O grupo III (controle) manteve-se em saliva artificial até o momento da realização da colagem direta. A partir da divisão do tamanho da coroa clínica, os modelos em gesso receberam marcações com lapiseira para definir-se o eixo vestibular da coroa clínica. Nas coroas anatômicas foram fixados braquetes Gemini (3M/ Unitek) prescrição MBT com slot 0,022”, utilizando-se uma fina camada de resina TransbondTM XT (3M/Unitek) fotopolimerizável, levando em consideração o eixo vestibular da coroa clínica (EVCC). Após a remoção dos excessos da resina com a sonda, cada braquete foi fotoativado por 25 segundos com um LED (Radii-Call- SDI). Após a colagem dos braquetes no modelo, foi confeccionada a moldeira individualizada em uma máquina a vácuo (VH), utilizando uma lâmina de vinil siliconada flexível de 1mm, sobreposta por uma lâmina de PVC cristal rígida com espessura de 1mm. Foi confeccionada uma moldeira para o modelo de gesso, recortada e dividida em quatro segmentos, com o auxílio de uma tesoura e um disco de carborundum e removidas do modelo juntamente com os braquetes e a resina em suas bases. Após a profilaxia com pedra-pomes (S.S. White) misturada com água e escova de Robinson (Microdent) em baixa rotação (Kavo) por 10 segundos cada, os dentes foram lavados e secos pelo mesmo tempo, para receberem o condicionamento com ácido fosfórico a 37% (Maquira) por 20 segundos e lavados pelo mesmo tempo. Em seguida, foram secos novamente com jato de ar comprimido livre de óleo por 10 segundos. Procedimento similar foi nos três grupos. Uma parte dos dentes naturais do grupo I recebeu uma camada do adesivo A do sistema SondhiTM
MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizados 30 dentes pré-molares superiores humanos extraídos por razões ortodônticas, os quais deveriam apresentar as superfícies vestibulares intactas, ausências de trincas ou fraturas provenientes das extrações, ausências de cárie ou desmineralizações.
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e à tensão que foi exercida (MPa) e, assim, comparar com os trabalhos da literatura. Os dados em Newtons (N) e megapascal (MPa) foram previamente testados em relação à sua normalidade e homocedasticidade, pré-requisitos básicos para serem submetidos à uma análise de variância. Os testes escolhidos foram o Kolmogorov-Smirnov, para verificar se os dados tinham uma distribuição normal; e o teste de Bartlett, para verificar se existia igualdade entre as variâncias. Caso os dados se apresentassem dentro de um padrão de normalidade e de igualdade entre as variâncias, ou seja, fossem paramétricos, seria aplicada uma análise de variância de um fator. O fator analisado foi Material com 3 níveis. Se diferenças ocorressem, seria aplicado o teste de Tukey para o contraste pareado de médias. O nível de significância foi de 5%. Se um dos parâmetros da normalidade dos dados fosse infringido, uma análise não-paramétrica seria
Rapid-Set (3M/Unitek) e a resina da base dos braquetes recebeu uma camada do adesivo B do mesmo sistema. A seguir, o primeiro segmento da moldeira foi adaptado e pressionado por 30 segundos sobre os dentes naturais e aguardados mais dois minutos16, conforme instruções do fabricante. Em seguida, as duas lâminas da moldeira foram removidas com auxílio de uma sonda exploradora, ficando os braquetes fixados nos dentes naturais presos no gesso. Os mesmos procedimentos foram efetuados para cada segmento da moldeira, até que todos os dentes recebessem a colagem indireta. Para o grupo II, uma camada de adesivo do sistema TransbondTM XT (3M/Unitek) foi aplicada nos dentes e outra camada do mesmo adesivo na resina das bases dos braquetes do mesmo grupo. O primeiro segmento da moldeira foi adaptado e cada dente foi fotoativado durante 25 segundos (LED Radii-Call- SDI). Em seguida, as lâminas da moldeira também foram removidas, da mesma maneira que o grupo I, até que todos os dentes recebessem a colagem indireta. Novamente os braquetes foram fotoativados por mais 25 segundos cada. No grupo III, foi realizada a colagem direta com a aplicação do adesivo TransbondTM XT (3M/Unitek) e utilizada a resina da mesma marca comercial. Os dentes, já com os braquetes colados, foram removidos das bases de gesso e incluídos em segmentos de cano de PVC (Tigre®) de 15mm de diâmetro e 22mm de altura, contendo resina acrílica autopolimerizável (marca JET, manipulada conforme recomendações do fabricante), auxiliado pelo orientador para padronização dos corpos de prova (OPCP), conforme Figura 1. O braquete já colado ao dente foi fixado com um módulo elástico ao fio ortodôntico do OPCP. Em seguida, os tubos de PVC foram preenchidos com resina acrílica incolor (JET) até a borda superior. Os corpos de prova foram, então, submetidos ao teste de cisalhamento em uma máquina universal de ensaios da marca EMIC, modelo DL-500, com velocidade de 0,5mm/ min., com capacidade de 1kN (100kgf), resolução de leitura de 0,1N (10gf), com utilização recomendada para ensaios na faixa de 20 a 1000N. A ponta ativa do tipo cinzel (desenvolvida para esse fim pela empresa ODEME), foi posicionada no sentido oclusogengival, em contato com o braquete, entre a aleta e a base, justa à base (Fig. 2). As cargas de ruptura foram medidas em newtons (N). Os dados foram tabulados em (N) newtons e MPa (megapascal) para obter-se médias relativas à força (N)
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Figura 1 - Orientador para padronização dos corpos de provas (OPCP).
Figura 2 - Sistema de ensaio montado para o teste de cisalhamento.
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técnicas indiretas, seja por meio dos sistemas SondhiTM Rapid-Set ou TransbondTM XT. Esse aumento dos valores para a técnica direta é ao redor de 26 a 27%, quando comparados com a técnica indireta, sistema TransbondTM XT e sistema SondhiTM Rapid-Set. Já no caso das técnicas indiretas, elas apresentaram valores médios muito semelhantes entre si. Os mesmos dados apresentados na Tabela 2 estão graficamente dispostos nas Figuras 5 e 6.
aplicada, sendo escolhido o teste de Kruskal-Wallis para a verificação de diferença geral entre os grupos e o teste de Mann-Whitney para comparação pareada. Nesse caso, também opta-se por um nível de significância de 5%. RESULTADO Análise exploratória Os resultados individuais de força (N) e tensão (MPa) estão apresentados na Tabela 1 e nas Figuras 3 e 4. Nas Figuras 3 e 4, pode-se verificar os mesmos dados apresentados na Tabela 1, em uma apresentação gráfica. Na Tabela 2 estão os valores médios e desvios-padrão em N e MPa para cada uma das técnicas testadas. É possível observar que os valores médios (N ou MPa) para a técnica direta utilizada como controle apresentaram valores mais altos do que para as
Análise inferencial Como os dados médios em N e MPa apresentados na Tabela 2 apresentaram-se dentro de um padrão de normalidade e de igualdade entre as variâncias, foi aplicada uma análise de variância de um fator. Essa análise foi estatisticamente significativa (p<0,05). Dessa forma,
Tabela 1 - Valores individuais da força (N) e tensão (MPa) exercidos entre a união braquete e esmalte quando unidos através de três técnicas. Valores em newtons Controle (técnica direta)
Técnicas
Valores em megapascal
Sistema SondhiTM Rapid-Set
Sistema TransbondTM XT
Controle (técnica direta)
Sistema SondhiTM Rapid-Set
80,4
71,4
72,6
44,1
119,8
Sistema TransbondTM XT
80,2
7,0
6,3
7,1
41,4
6,4
3,9
3,6
44,9
103,1
9,9
4,3
3,4
72,5
107,2
107,1
6,3
9,4
9,4
88,8
41,8
31,5
7,8
3,7
2,8
67,7
62,9
110,2
5,9
5,5
9,7
86,2
86,9
50,9
7,5
7,7
4,5
114,6
58,3
70,2
10,2
5,1
6,2
115,2
109,5
55,7
10,1
9,6
4,9
Fonte: dados da pesquisa
Dispersão dos valores em N
Dispersão dos valores em MPa
140,000
12,00
120,000
10,00
100,000 8,00 80,000
Controle
Controle 6,00
60,000
Sondhi
40,000
Transbond XT
Sondhi 4,00
2,00
20,000 0,000
Transbond XT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0,00
10
Figura 3 - Valores individuais em newtons (N) exercidos entre a união braquete e esmalte quando unidos através de três técnicas.
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1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Figura 4 - Valores individuais em megapascal (MPa) exercidos entre a união braquete e esmalte quando unidos através de três técnicas.
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Há autores que alegam que a colagem direta é a mais eficiente11,19, enquanto outros defendem a colagem indireta, seja por suas vantagens ou pelos resultados apresentados ao longo dos anos4,10,14,15. Outros ainda acreditam que ambas apresentam resultados similares e, portanto, podem ser usados na prática da Ortodontia sem maiores problemas1,2,8,22. A colagem direta tem como vantagens a formação de um espaço menor entre a base do braquete e a superfície do esmalte, a remoção da resina é facilitada após a remoção dos braquetes, ocorre um melhor preenchimento de toda sua base com resina23, há dispensa da fase laboratorial, levando a menor tempo no procedimento total de colagem1,16, além de menores custos. No entanto, o objetivo de se empregar o método de colagem indireta está diretamente associado com a colagem simultânea
foi aplicado o teste de Tukey para o contraste entre médias pareadas. O resultado pode ser visto na Tabela 3. É possível observar que, tanto para os valores em newtons, como para os valores em megapascal, a média do grupo controle, técnica direta, foi significativamente maior em relação aos grupos onde a técnica indireta foi utilizada, seja com o sistema SondhiTM Rapid-Set ou sistema TransbondTM XT (p<0,05 — Tab. 3). Já as médias onde a técnica indireta foi realizada (Sistema SondhiTM Rapid-Set e Sistema TransbondTM XT), tanto nos valores em Newtons, como em Mega Pascal, não houve diferenças estatisticamente significativas (p<0,05). DISCUSSÃO A literatura é controversa quando se avaliam as técnicas direta e indireta de colagem de braquetes.
Tabela 2 - Médias e desvios-padrão (dp) da força (N) e da tensão (MPa) exercidas entre a união braquete e esmalte quando unidos por meio de três técnicas. Valores em newtons
Valores em megapascal
Técnicas
Controle (técnica direta)
Sistema SondhiTM Rapid-Set
Sistema TransbondTM XT
Controle (técnica direta)
Sistema SondhiTM Rapid-Set
Sistema TransbondTM XT
Média ± dp
92,5 ± 19,2
67,6 ± 25,6
68,9 ± 29,9
8,1 ± 1,7
5,9 ± 2,3
6,1 ± 2,6
Fonte: dados da pesquisa
Valores médios em newtons
Valores médios em megapascal
100
9 8
80
7 6
60
5 4
40
3 20
2
0
0
1
Controle
Sondhi
Transbond XT
Controle
Sondhi
newtons
Transbond XT
megapascal
Figura 5 - Valores médios da força em newtons exercidos entre a união braquete e esmalte quando unidos por meio de três técnicas.
Figura 6 - Valores médios da tensão em megapascal exercidos entre a união braquete e esmalte quando unidos por meio de três técnicas.
Tabela 3 - Médias e desvios-padrão (dp), assim como o teste de Tukey (*), da força (N) e tensão (MPa) exercidas entre a união braquete e esmalte, quando unidos através de três técnicas. Valores em newtons
Valores em megapascal
Técnicas
Controle (técnica direta)
Sistema SondhiTM Rapid-Set
Sistema TransbondTMXT
Controle (técnica direta)
Sistema SondhiTM Rapid-Set
Sistema TransbondTM XT
Média ± dp
92,5 ± 19,2 A
67,6 ± 25,6 B
68,9 ± 29,9 B
8,1 ± 1,7 a
5,9 ± 2,3 b
6,1 ± 2,6 b
(*) Letras maiúsculas ou minúsculas diferentes indicam significância estatística (p<0,05).
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de todos os braquetes; o conforto para o profissional e para o paciente4,15,16; aumento da precisão no posicionamento dos braquetes2,14,15, pois não existem interferências de fatores externos tais como, saliva, bochechas e língua. E, finalmente, linhas de orientação poderão ser traçadas nos dentes do modelo de trabalho que serão utilizadas como referências para o correto posicionamento dos acessórios. Nos trabalhos da área da Ortodontia existem vários tipos de ensaios mecânicos, dentre esses se destacam o cisalhamento e tração. Desses, os ensaios de cisalhamento são os mais utilizados, pois representam, de certa forma, o que ocorre clinicamente5. Foi essa uma das razões pela qual se optou por esse tipo de ensaio no presente estudo. Vale ressaltar, que a obtenção da tensão de cisalhamento em sistemas utilizados para a colagem de acessórios ortodônticos depende do paralelismo entre a linha de ação da força e a superfície de união. No teste de cisalhamento, a força é direcionada paralela ao longo eixo dos dentes e o mais próximo possível da interface braquete-dente5. Com o intuito de obter-se esse paralelismo, foi desenvolvido um orientador para o posicionamento dos braquetes, objetivando montar os corpos de prova de forma similar para que os resultados fossem mais confiáveis. A técnica e o material de colagem na Ortodontia devem promover adesão suficiente entre os braquetes e os dentes, suportando a aplicação de forças durante o tratamento. Optou-se pela escolha da resina TransbondTM XT como controle nesse estudo, por ela apresentar bons resultados clínicos, além de ser amplamente utilizada por muitos pesquisadores3,4,5,7,8,18,19,21,22. Foram realizados estudos com o intuito de avaliar o efeito dos adesivos auto-condicionantes, hidrofílicos e hidrofóbicos6,7,13,17. A utilização do Sistema TransbondTM XT nesse trabalho mostrou-se eficiente, visto que os valores da resistência ao cisalhamento para o grupo controle apresentaram-se superiores àqueles preconizados pela literatura12. Esse sistema adesivo apresentou grande eficiência quanto à sua resistência ao cisalhamento quando utilizadas em cinco diferentes marcas de braquetes metálicos, tanto nos valores de força máxima (MPa), quanto nos valores de tensão de ruptura21. No presente estudo, houve diferença estatisticamente significativa entre o grupo da colagem direta utilizando o Sistema TransbondTM XT (grupo III — controle) em relação aos outros dois grupos da colagem indireta (grupo I — sistema SondhiTM Rapid-Set; e grupo II — sistema
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TransbondTM XT), tanto em valores apresentados em newtons como em megapascal, em que o aumento desses valores para o grupo III foi ao redor de 26 a 27%, quando comparados aos demais grupos. Avaliando apenas os resultados entre os grupos I e II, não houve diferença estatisticamente significativa entre ambos. Embora a literatura demonstre valores eficientes para colagens com a resistência de aproximadamente 50kgf (4,9MPa), valores de resistência de 60 a 80kgf (5,88 a 7,84MPa) deveriam ser obtidos para que a colagem dos braquetes fosse considerada ideal12. Visto não haver diferenças estatísticas entre os grupos I e II, parece coerente afirmar, baseado no presente trabalho, que não há necessidade de obter-se um sistema adesivo especialmente elaborado para colagem indireta, pois o emprego do adesivo convencional do Sistema Transbond XT proporcionou resistência ao cisalhamento semelhante ao observado como o Sistema SondhiTM Rapid-Set. Esses são dados importantes para o ortodontista clínico, uma vez que ele não fará o desnecessário para obter a mesma eficiência durante a colagem indireta de braquetes. Avaliando a resistência ao cisalhamento do sistema TransbondTM XT em um grupo controle, utilizando dentes bovinos por meio da colagem direta, Sponchiado et al.18 encontraram um valor de 9,29Mpa, enquanto outro trabalho encontrou valor de 13,88Mpa9. Esses valores são superiores ao encontrado nessa pesquisa, que foi de 8,1Mpa. Quando testada a resistência ao cisalhamento do Sistema SondhiTM Rapid-Set após 24 horas da colagem, utilizando dentes bovinos, foram encontrados valores muito maiores (14,98 e 14,99MPa)8,9 que o do presente trabalho, que foi de 5.9Mpa, quando utilizados dentes humanos. Em estudo similar ao apresentado, foram encontrados valores superiores a essa pesquisa22. Para o grupo do sistema Sondhi™ Rapid-Set (colagem indireta) foi encontrado 10,9Mpa; e para o sistema Transbond™ XT (colagem direta), 11,2MPa — não demonstrando diferenças estatisticamente significativas entre ambas. Dessa forma, todos os valores apresentaram-se acima daqueles preconizados pela literatura1 (5,9 e 7,8MPa), considerado adequado para utilização clínica na Ortodontia. Quando a resina Transbond™ XT foi utilizada em testes de resistência à tração, pela técnica da colagem direta, apresentou valor maior (12MPa) ao encontrado na presente pesquisa (8,1MPa)19. Entretanto, quando utilizada em colagem indireta, o sistema TransbondTM XT
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apresentou valor de 8,49MPa e o sistema SondhiTM Rapid-Set de 4,97MPa, divergindo dos resultados da presente pesquisa, que foram de 6,1 e 5,9MPa, respectivamente. Valor semelhante ao do presente trabalho (9,29MPa) foi encontrado em teste de cisalhamento utilizando o mesmo material como controle18. Evidências mostram que a resina Sondhi™ Rapid-Set apresenta maior resistência a colagem na fase inicial do que o Concise Enamel e o Custon IQ, mas que após cinco minutos não há diferenças significativas entre elas15; diferentemente do que aconteceu nessa pesquisa, em que a resina SondhiTM Rapid-Set apresentou os menores valores de resistência ao cisalhamento após 12 horas da colagem. Aparentemente, ambas as técnicas de colagem direta e indireta, podem ser consideradas satisfatórias e similares1,2,23, uma vez que os valores de resistência ao cisalhamento apresentam-se acima do mínimo preconizado pela literatura quando de sua utilização clínica, o que as tornam técnicas válidas para a colagem de braquetes. São necessários estudos clínicos prospectivos e de longa duração para fortalecer, com evidências científicas, a eficiência de tais materiais. Cada profissional deve
selecionar os materiais de colagem ortodôntica sempre analisando, de forma crítica, suas composições, propriedades de trabalho e fundamentação científica. CONCLUSÃO Baseado nos resultados obtidos e no método estatístico aplicado, pode-se concluir que: 1) Tanto para os valores em newtons (N), quanto para os valores em megapascal (MPa), a média do grupo III, foi significativamente maior em relação às médias dos grupos I e II. 2) Não houve diferenças estatisticamente significativas entre as médias dos grupos I e II, tanto nos valores em newtons (N), como em megapascal (MPa). 3) Os resultados apresentados pelos três grupos mostraram-se dentro da média dos valores apresentados na literatura, podendo ser utilizados na prática clínica da Ortodontia com segurança. 4) Do ponto de vista clínico, não é necessária a utilização de um sistema adesivo especialmente elaborado para colagem indireta.
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