Aula 6 - Introdução a Ciência Experimental gi

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INTRODUÇÃO À
CIÊNCIA 
EXPERIMENTAL
Unidade de Integração Científica
Profa. Ms. Gisele Rodrigues da Silva
Importância de sua 
participação na ciência
Ciclo da Produção
Experimento
Publicação
O que é um experimento ?
Toda vez que para responder a 
uma pergunta o pesquisador 
constitui os grupos que pretende 
comparar e os mantêm em 
situação controlada por 
determinado tempo, dizemos que 
foi feito um experimento.
• Tratamento: é o que será testado no 
experimento (fatores em estudo)
– EXEMPLO: ( um sistema adesivo, um tipo de droga; 
o fator velocidade em um teste de compressão; o 
crescimento celular frente ao uso de uma substância)
• Unidade Experimental (amostra): é o local ou 
espécime onde o tratamento seria aplicado;
– EXEMPLO: (um dente; um implante; um tubo de 
ensaio com meio de cultura; um rato)
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Grupo experimental ou Tratado
•Grupo que recebe a modalidade de tratamento 
efetuado sobre as unidades experimentais.
– Ansiedade frente ao tratamento odontológico;
• Diazepam
– A contaminação com sangue sobre a dentina;
• Com contaminação
Grupo Controle
•Sem medicamento 
•sem contaminação
Avaliação da resistência à tração 
diametral e dureza de três tipos de 
resinas compostas submetidas a dois 
métodos diferentes de polimerização
SOARES; PIZI; MARTINS, Pesquisa Odont. Brasl. 2001
Unidade experimental
Tratamento
Ajuste pilar-implante de pilares em titânio e 
pilares fundidos nas fases laboratoriais.
MENDONÇA; FERNANDES NETO; NEVES, Pesquisa Odont. Brasl. 2001
Unidade experimental
Implantes
Ajuste pilar-implante de pilares em titânio e 
pilares fundidos nas fases laboratoriais.
MENDONÇA,; FERNANDES NETO; NEVES, Pesquisa Odont. Brasl. 2001
Tratamento - Tipo de implante
1- de titânio
2- fundidos
GRUPO CONTROLE X 
EXPERIMENTOS CLÍNICOS
• Questão ética ( não envolver 
perigo real ao paciente)
– Grupo de indivíduos com AIDS 
que receberam um tipo de 
tratamento recusar o 
tratamento a um grupo seria 
anti-ético.
BIOÉTICA
‰Hitler (1933-1945) Filosofia 
eugênia – esterilização 
obrigatória de homens e 
mulheres com enfermidades 
hereditárias
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BIOÉTICAExperimento de Turskegee, Alabama, USA
Sífilis progressão rápida 
1932 -1972 observaram dois grupos de indivíduos similares (um tinha 
doença e outro não) – 600 indivíduos (399 com sífilis) 
1945 – desenvolvimento da penicilina.
Pacientes com a doença não 
foram tratados 
Indivíduos negros e pobres
1947 – Código de Nuremberg
Rev. APCD, Nov.Dez. 2001
Serviço de Saúde Pública dos Estados Unidos 
Após 40 anos de acompanhamento dos 
participantes, ao término do projeto, somente 74 
sobreviveram 
REPETIÇÃO
• Comparações entre diferentes 
tratamentos requer diversas unidades 
experimentais.
(UNIDADES EXPERIMENTAIS DO MESMO GRUPO 
RECEBEM A DENOMINAÇÃO DE REPETIÇÕES OU 
RÉPLICAS)
REPETIÇÃO
O tamanho da amostra?
– O número de amostra em um experimento é
diretamente proporcional à variância da 
variável em estudo.
• Quanto maior for a variabilidade mais unidades 
experimentais se fazem necessárias.
– É inversamente proporcional à grandeza que o 
pesquisador quer detectar como significante
• Quanto menor for a diferença que o pesquisador 
quer mostrar que é significante, mais unidades são 
necessárias.
O tamanho da amostra?
TESTE PILOTO
– Servem para predizer o número de amostras
– Os dados não devem ser utilizados no 
experimento final.
– OBS.: Determinação de número de amostras 
por uma fórmula estatística, porém não é a 
certeza de que as diferenças serão 
significantes.
Casualização
A interpretação dos resultados de um experimento 
depende, basicamente, da confiança que se deposita nas 
similaridades entre os grupos.
Como podemos constituir grupos similares?
PROCESSO CASUAL OU ALEATÓRIO (Fisher, 1920)
“A casualização tende a balancear os grupos, distribuindo as unidades 
com características diferentes nos grupos experimentais e controle.”
Finney, 1982
“O pesquisador que faz seleção das unidades 
Experimentais introduz tendenciosidade nos resultados”
Sonia Vieira
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SEQÜÊNCIA DO EXPERIMENTO
• Aleatorizar a ordem de execução das formas 
de tratamento nos diferentes grupos 
experimentais.
– EXEMPLO: Avaliar a adaptação de pilar 
protético ao componente intra-ósseo variando a 
sistema do implante.
“a repetição tende a melhorar a forma de 
execução”
“a repetição em mesmo momento pode incorrer 
em cansaço e diminuição da sensibilidade.” CONFUNDIMENTO
Tratamento CAUSA Diferença entre grupos 
Grupos que diferem por outros fatores
Exemplo:
• Adesão à dentina bovina variando o 
sistema adesivo.
• Planificação da amostras 
Dentina superficial X Dentina Profunda
Giannini, 1999
MENSURAÇÃO TENDENCIOSA
• Experimento cego: experimento no qual não 
se sabe o tipo de tratamento que está se 
executando.
– EXEMPLO: medição de índice de placa após o 
uso de pasta dental com flúor em diferentes 
concentrações
EXPERIMENTO DUPLO-CEGO
Efeito do tipo de anestésico na variação 
de pressão arterial em pacientes 
normotensos. 
Experimento 
inteiramente ao acaso
• Experimento que apresenta unidades 
experimentais são designadas aos grupos 
por processo aleatório.
– Definição das amostras por sorteio
• Moedas
• Fichas numeradas
• Tabelas de número aleatório
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Valores Discrepantes
•Quando se descarta dados o pesquisador não só
introduz tendenciosidade na informação, como 
também torna inútil o seu trabalho.
• Não há justificativa para gastar tempo e dinheiro 
e depois escolher dados que se entenda como 
razoáveis.
• Só deve-se descartar um dado que teve falha no 
processo de tomada do valor numérico.
Idoneidade da fonte
• A confiança que podemos depositar num 
conjunto de dados depende, basicamente da 
idoneidade da fonte.
– Fonte: pesquisador, grupo de pesquisadores, instituição.
– A fonte deve ser citada em nota de rodapé a não ser que 
seja do trabalho que está sendo apresentado.
• Verificar coerência em excesso;
• Verificar se a aritmética faz sentido.
Idoneidade da fonte
• Trabalho aceito para publicação no:
– Journal of Experimental Medicine
(foi posteriormente acusado de conter dados falsos)
• Relato de experimento com ratos e apresentava a porcentagem de 
sucessos devido ao uso de uma droga. 
MOORE, 1979
Estudos Observacionais
Toda vez que os indivíduos da amostra não tiverem 
sido designadas aos grupos por processo aleatório, 
mas já estiverem classificados nos respectivos 
grupos, no início da pesquisa dizemos que foi feito 
um estudo observacional (não é um experimento).
Exemplo: verificar se os alcoólatras crônicos estão mais 
sujeitos à tuberculose do que os não-alcoólatras.
• Necessidade de dois grupos de indivíduos
• O tratamento não pode ser sorteado
• Amostras de indivíduos já caracterizados (grupo tratado)
Efeito do hábito de sucção de polegar na má
oclusão.
Efeito da dieta no crescimento de crianças
Obs.: Os estudos observacionais constituem a 
única forma de estudar efeitos colaterais das 
diferentes terapias.
– Drogas administradas a ratos
– Drogas administradas a um grupo de indivíduos
– Liberação da droga – análise observacional dos 
efeitos colaterais.
Estudos ObservacionaisEstudos Observacionais
Prospectivos
– Obtenção dos grupos tratado e controle, 
então o pesquisador faz a observação da 
fator em estudo por período razoavelmente 
longo.
Exemplo: Das mulheres que tomaram anticoncepcionais 
(causa) quantas tiveram tromboflebite?
Causa Efeito
Estudos Observacionais
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Retrospectivos
– O pesquisador precisaria de um grupo tratado e de um grupo de 
indivíduos com características similares às do grupo anterior 
que não apresentem o fator em estudo. O pesquisador 
determina então a proporção de indivíduos que apresentam o 
fator causa de cada um dos grupos.
Exemplo: Das mulheres que tiveram tromboflebite (efeito) 
quantas tomaram anticoncepcionais (causa) ?
CausaEfeito
Estudos Observacionais
• Retrospectivos
– Mais rápidos e baratos;
– Exigem menor amostras;
Exemplos: Associação de carcinoma de bexiga com o hábito de 
fumar.
Propospectivo: amostra muito grande,grupo tratado (Fumantes) e 
controle (não fumante) seguido por um longo período de 
tempo.
Retrospectivo: mais simples, localizar casos de carcinoma de 
bexiga (grupo tratado), e comparar o hábito de fumar com um 
grupo controle.
Estudos Observacionais
• Retrospectivos
– Difícil definir grupo controle semelhante ao grupo tratado;
– Perigo de tendenciosidade.
Exemplos: Associação de carcinoma de bexiga com o hábito de 
fumar.
Retrospectivo: diversos estudos têm mostrado associação entre 
câncer e hábito de fumar.
Propospectivo: amostra muito grande, grupo tratado (Fumantes) e 
controle (não fumante) seguido por um longo período de 
tempo.
Estudos Observacionais
FASE 
PÓS-EXPERIMENTAL
Introdução a Bioestatística Média
Soares, C.J.
Soma dos valores 
Número de amostras
⎯x = ΣX
n
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Média dos valores dos dados experimentais
Soares, C.J.
A média tende a aproximar os 
valores errados do valor real 
daquilo que se mede. 
“Média é um limite central para o 
qual tendem convergir 
naturalmente os erros da medida.”
Mediana
Soares, C.J.
É o valor que ocupa a posição 
central quando todos os itens do 
grupo estão dispostos, em termos 
de valor, em ordem crescente ou 
decrescente de magnitude. 
Não é afetada pelos valores extremos
É indicada quando existe valores discrepantes
Mediana
Soares, C.J.
76, 78, 82, 84, 86, 90, 90, 90, 98. 
86
Mediana
Soares, C.J.
76, 78, 82, 84, 86, 90, 90, 90. 
84+86 = 85
2
Gráfico Box-plot
Valor máximo
Quartil 2 (MEDIANA)
Valor mínimo
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Desvio Padrão
Média
Dispersão em variáveis 
quantitativas
Soares, C.J.
A dispersão ou variabilidade representa um dos 
mais importantes grupos de medidas da 
estatística.
É Necessário a determinação não apenas a posição 
central, mas também conhecer o real grau de 
dispersão dos valores em questão. 
Indicam o grau de afastamento de um conjunto de 
valores em relação à sua média.
Variância
Soares, C.J.
Mede a dispersão dos dados de 
observação de uma amostra em 
relação à respectiva média. 
S2 = ΣX2 - [(ΣX)2/n)]
n-1
Desvio Padrão
Soares, C.J.
É a medida mais importante de dispersão dos 
valores individuais ao redor da média. 
Apresenta vantagem sobre a variância ser 
expressa na mesma unidade.
S ou dp =
É a raiz quadrada da variância
ΣX2 - [(ΣX)2/n)]
n-1
Coeficiente de variação
Soares, C.J.
É a magnitude relativa do desvio padrão 
expresso em porcentagem da média.
É usado quando se deseja comparar a 
variabilidade relativa em diferentes tipos de 
dados.
CV = dp x 100
X
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Amplitude
Soares, C.J.
É a mais simples e precária medida de 
variabilidade, isto é, a diferença entre o valor 
mais alto e mais baixo.
a = máx – min
aA = 16 – 8 = 8
aB= 20 – 4 = 16 
PROPABILIDADE
É o grau de possibilidade de 
ocorrência de um evento em uma 
dada condição.
MOEDA – Cara ou Coroa
PROPABILIDADE
p< 0.05
5% de probabilidade
p< 0.01
1% de probabilidade
• 1: J Periodontol. 2003 Mar;74(3):312-22. Related Articles, Links
–
Can toothpaste or a toothbrush with antibacterial tufts prevent toothbrush contamination?
Quirynen M, De Soete M, Pauwels M, Gizani S, Van Meerbeek B, van Steenberghe D.
Department of Periodontology, Faculty of Medicine, Catholic University of Leuven, Leuven, Belgium. 
Marc.Quirynen@med.kuleuven.ac.be
BACKGROUND: Periopathogens and cariogenic species survive more than 48 hours on toothbrushes
even under dry storage. This study examined a decontamination of toothbrushes by means of the
bactericidal effect of different toothpastes or a special coating of the tufts. METHODS: Eight untreated
periodontitis patients were professionally brushed, using a new toothbrush per quadrant and 3 
different toothpastes containing either amine/stannous fluoride (AmF/SnF2), amine fluoride (AmF), or
a mild surfactant as major antibacterial component (excipient), or no paste (C). The brushes were
rinsed and stored dry at room temperature. At different time intervals, 4 tufts per toothbrush were
processed for selective and non-selective culturing procedures. The protocol was repeated comparing
AmF/SnF2 and C with 2 toothbrushes with coated tufts (coat1 and coat2). RESULTS: At baseline, C 
brushes (n = 16) harbored 10(7), 10(8), and 10(6) colony forming units (CFU) of aerobic, anaerobic, 
and black pigmented species, respectively. After 24 hours 10(6) CFU of aerobic and anaerobic
species could still be cultured from 14 of the 16 brushes. Black-pigmented species remained
detectable up to 4 hours; detection frequencies for Fusobacterium nucleatum and Streptococcus
mutans at 24 hours were 5/16. With AmF/SnF2 and AmF toothpaste the number of adhering bacteria
was already 2 log lower at baseline (P<0.05), but not for the excipient (0.5 log, P = 0.7). With
AmF/SnF2 no vital species could be detected after 8 hours. AmF reduced the bacterial survival rate 
significantly more than the excipient, but less than AmF/SnF2 (P<0.05). The bactericidal effect of 
coat1 and coat2 was negligible when compared to C (P>0.20), and clearly inferior to the AmF/SnF2 
paste (P<0.0001). After 24 hours these brushes still harbored >10(5) CFU. CONCLUSIONS: 
Toothpastes can significantly reduce contamination of toothbrushes, but their bactericidal activity is 
dependent on their composition. Coated tufts failed to limit the bacterial contamination.
10
PROBABILIDADE
p< 0.05 (5% de probabilidade)
p< 0.06 
p< 0.6
Significância estatística 
Relevância Científica 
Programa
Excel-Windows
Como Calcular
Média
11
Como Calcular
Desvio Padrão
12
Sônia Vieira
METODOLOGIA 
CIENTÍFICA
para a área da saúde
Savier