Comparação entre a micro e micro-nano texturização de superfície no processo de osseointegração inicial: um estudo experimental in vitro e pré-clínico in vivo

Matéria da semana - Sergio Gehrke

Comparação entre a micro e micro-nano texturização de superfície no processo de osseointegração inicial: um estudo experimental in vitro e pré-clínico in vivo

Por Sergio Alexandre Gehrke, Eleani Maria da Costa, Jaime Aramburú Júnior, Tiago Luis Eilers Treichel, Massimo Del Fabbro e Antonio Scarano

Introdução

O presente estudo destaca as principais diferenças entre os implantes Maestro e Maestro Superiore, que foi lançado recentemente pela Implacil Osstem.

Resumo

As alterações físico-químicas da superfície visam melhorar a adesão, proliferação e diferenciação celular, ou seja, melhorar a interação biológica com as células e, consequentemente, com os tecidos peri-implantares.

No presente estudo, implantes com a mesma macrogeometria foram comparados in vitro e in vivo, porém com duas superfícies diferentes: microrrugosa e uma nova superfície micro-nano-rugosa.

Materiais e métodos

Foram utilizados 90 implantes, sendo que dez foram utilizados para caracterização de superfície in vitro(n = 5 por grupo) por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA) e medidas de rugosidade de superfície. Para os testes in vivo, 80 implantes (n = 40 por grupo) foram utilizados em 20 coelhos (n = 2 implantes por tíbia/n = 4 por animal). Dois grupos experimentais foram criados: um grupo controle, onde os implantes tiveram uma superfície tratada por jateamento com micropartículas de óxido de titânio; e um grupo teste, onde os implantes foram jateados usando o mesmo processo do grupo anterior e, posteriormente, condicionados com ácido. O quociente de estabilidade do implante (ISQ) foi medido pela frequência de ressonância (inicialmente e em ambos os tempos de eutanásia) utilizando o Osstell. Os animais foram eutanasiados entre 3 e 5 semanas após a implantação (n = 10 animais por tempo). Em dez amostras de cada grupo em cada tempo foi medido o torque de remoção dos implantes (RTv). Outras dez amostras de cada grupo foram avaliadas histologicamente e histomorfometricamente, medindo a porcentagem de contato osso-implante (% BIC) e a fração de área óssea ocupada dentro das espiras (% BAFO).

Figura 1 – Os implantes utilizados: à esquerda, implante para o grupo controle, e à direita, implante utilizado pelo grupo teste.
Figura 2 – Imagens e as medições de rugosidade foram tiradas em três áreas para cada amostra.
Figura 3 – Distribuição das amostras de implantes nas tíbias dos coelhos.
Figura 4 – Sequência de fresas para instalar os implantes em ambos os grupos nos ossos da tíbia.
Figura 5 – Medição da estabilidade do implante usando o sistema Osstell em duas direções: proximodistal (P-D) e lateromedial (L-M).
Figura 6 – Equipamento utilizado para as medições de torque de remoção. Em verde, indicação do osso da tíbia com o implante posicionado.
Figura 7 Imagens representativas das medidas: BIC à esquerda, onde a linha amarela representa 100% da superfície do implante, e BAFO à direita, nas três primeiras roscas demonstradas pelos números 1, 2 e 3.

Resultados

In vitro, foi possível observar uma superfície mais homogênea para o grupo teste (Superiore) em comparação ao grupo controle. Os valores de ISQ mostraram diferenças estatísticas em 3 e 5 semanas (teste > controle). Para RTv, os valores foram: 44.5 ± 4.25 Ncm (grupo controle) e 48.6 ± 3.17 Ncm (grupo teste) para o tempo de 3 semanas; 64.3 ± 4.50 Ncm (grupo controle) e 76.1 ± 4.18 Ncm (grupo teste) em 5 semanas. Os valores de BIC e BAFO medidos em ambos os grupos e em ambos os tempos não mostraram diferenças significativas (p > 0,05).

Figura 8 – Imagens SEM mostrando as superfícies de ambos os grupos. Imagens do grupo controle (A,B) e imagens do grupo teste (C,D). Nas imagens A e C com ampliação de 1500 vezes e nas imagens B e D com ampliação de 10 mil vezes.
Figura 9 – Imagens da análise AFM dos dois grupos.
Figura 10 – Representação histológica dos dois grupos.
Figura 11 – Imagens histológicas de ambos os grupos em cinco semanas mostram a formação óssea nas porções medular e apical, onde podemos observar, através da coloração, uma morfologia óssea mais avançada no grupo teste em comparação ao grupo controle.

Conclusões

Os maiores valores de torque de remoção e ISQ apresentados nas amostras do grupo teste em comparação ao grupo controle indicam que houve uma aceleração no processo de mineralização da matriz óssea em formação para os períodos analisados.

O tratamento de superfície apresentado no grupo teste (Superiore) resultou em uma superfície mais homogênea com uma relação pico/vale mais favorável para osseointegração em comparação ao grupo controle. Os resultados in vivo obtidos em testes de osseointegração em estágio inicial em tíbias de coelho revelaram que o grupo de teste exibiu estabilidade significativamente maior (ISQ) e maiores valores de torque de remoção de implante em 3 e 5 semanas. Embora nenhuma diferença significativa nas porcentagens BIC e BAFO tenha sido observada entre os grupos, ambas as superfícies mostraram melhorias consideráveis ​​em 5 semanas em comparação com 3 semanas. Essas descobertas sugerem que a macrogeometria aprimorada e as propriedades de superfície dos implantes do grupo de teste (Superiore) podem facilitar um processo de osseointegração mais rápido, particularmente durante os estágios iniciais da cicatrização.

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