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As restaurações diretas de resina composta vêm sendo amplamente utilizadas na odontologia, apresentando um bom desempenho clínico. Apesar disso, um fator importante tem contribuído para falhas precoces de restaurações: a irradiação nos dentes devido ao tratamento radioterápico de pacientes com câncer de cabeça e pescoço. Além de cárie de radiação, a radioterapia pode causar alterações sobre as propriedades mecânicas dos tecidos dentais, causando destruição dentária e prejudicando a qualidade de vida dos pacientes. O objetivo deste estudo experimental é avaliar o efeito da radiação com raios X de alta energia sobre a resistência de união de resina composta sobre a dentina humana. Trinta terceiros molares humanos hígidos foram seccionados, produzindo superfícies oclusais planas de dentina, e distribuídos aleatoriamente em dois grupos: um não irradiado e restaurado com Resina Composta Filtek Z-250, 3M-ESPE® (G1, n=15 – grupo controle), outro irradiado e restaurado com Resina Composta Filtek Z-250, 3M-ESPE® (G2, n=15). O protocolo de radiação utilizado foi de 70 Gy no total. As amostras foram cortadas em palitos e submetidas ao teste de microtração, em uma máquina de ensaio. Os dados foram comparados por meio do teste t-student (p <0,05). O padrão de fratura foi examinado em microscopia óptica e submetido ao teste exato de Fischer (p <0,05). Considerando os dados obtidos neste estudo experimental, é possível afirmar que a radiação não interfere significativamente na resistência de união da dentina humana restaurada com resina composta e que não houve influência significativa entre os grupos estudados em relação ao padrão de fratura.