Tratamentos biomiméticos de hidroxiapatitas: revisão da literatura sobre os benefícios para a osseointegração

TRATAMENTOS BIOMIMÉTICOS DE
HIDROXIAPATITAS:
REVISÃO DA LITERATURA

Aluno: Daniel Eduardo Machado
Prof. Dr. Marcello Roberto Manzi
Curso Especialização Implantodontia
2012

DANIEL EDUARDO MACHADO

TRATAMENTOS BIOMIMÉTICOS DE
HIDROXIAPATITAS:

São Caetano do Sul
2012

Daniel Eduardo Machado

Monografia apresentada à Faculdade Mozarteum de
São Paulo, para obtenção do Título de Especialista em
Implantodontia.

Área de concentração: Implantodontia

Orientador: Prof. Dr. Marcello Roberto Manzi

TRATAMENTOS BIOMIMÉTICOS DE HIDROXIAPATITAS:
1. INTRODUÇÃO Técnicas de
 Biocerâmicas de HA – tratamentos de
reconstrução tecidual superfícies
 Propriedades: -melhorar
-biocompatibilidade osseointegração
-osteocondutibilidade -rápida formação óssea
-osteoindutibilidade -melhor estabilidade
possível
-semelhança estrutural
– matriz óssea -rápido carregamento
em função mastigat.
(química e física)


 TRATAMENTO  SUBSTÂNCIAS
BIOMIMÉTICO: BIOMIMÉTICAS:
-processo deposição de -Materiais porosos
apatitas por -Sensíveis à
precipitação; temperatura
-tratamento
heterogêneo UTILIZAÇÕES:
-imita condições -metodologia pesquisa
biológicas-obtenção (comparar)
biomaterial
-osseointegração
-téc. Promissora- (melhor)
produção em condições


METODOLOGIA

MICROSCÓPIO ELETRÔNICO
VARREDURA:
-Análise visual-histomorfometia
(Ex: verificar formação de osso
cortical ou medular nas amostras de
implantes)
-Análise composição química das
superfícies
(Ex: presença de alumina, cálcio ou
NaOH nas superfícies dos
implantes)


 MEV=microscópio
eletrônico de varredura,
de força atômica
 APLICAÇÕES:
biomédicas,
odontologia, metalurgia.
 MODOS:
micromorfologia
(visual); EDS:
espectroscopia-análise
química de superfície
 Verificação de Ca e P
em coberturas;
presença de alumina

2 REVISÃO DA LITERATURA:
2.1 TRATAMENTO HA

 sem HA-formação
LINDEN (1995) periimplantar pobre
 implantes cobertura HA
 radioluscência
periimplantar-3 meses
 fêmures ratos
 com HA-3 meses-íntima
 rad. periapicais e histol.
relação osso-implante

LINDEN MSS. Biocompatibilidade entre implantes de titânio
biomiméticos e com cobertura de hidroxiapatita . RFO UPF, 1996.


ESTUDO TORQUE
REMOÇÃO E
RUGOSIDADE:
 WONG (1995)
 joelhos de porcos
Ti CP Plasma-Spray de Hidroxiapatita,
fotomicrografia de microscópio
 Ti-6Al-4V eletrônico de varredura. (Le
 Ti-6Al-7Nb Guerrenec, 2007)

 HA
 HA > torque de
remoção-7 Mpa
(cisalhamento).
 rugosidade 6-7
WONG M. Effect of surface topology on the osseointegration of implant
mícrons trabecular bone. J Biomed Mater Res, 1995
materials in


COMPARAÇÃO INTERFACE
OSSO-IMPLANTE:
BRUNSKI (1997)
 tíbias de coelhos
 com e sem HA  sem micromovimentos-
 discos de titânio interface direta osso-
 MEV
implante
 com ou sem HA.
 micromovimentos-interface
 fator chave-
fibrosa -HA
micromovimento

BRUNSKI JB. Mechanical and morphologic investigation of the tensile strength
of a bone-hydroxyapatite interface. Journal of biomedical materials research,


ESTUDO FORMAÇÃO
DE CAMADAS DE  Histolog. Formação de
FOSFATO DE CÁLCIO t. ósseo, mesmo c /
SOBRE IMPLANTES: Gaps > 1mm(spray de
HA)
STRNAD (2000)
 Histolog.-formação de
 Mev e
tec. Fibroso mesmo
histomorfometria
com Gaps pequenos
 Implantes em tíbias <0,3mm (sem
de cães cobertura)
 Fcs-pode ser usado  HA-gde potencial de
como metodologia,
STRNAD Z, STRNAD J, POVYSIL C, URBAN K. Effect e cura-
tolerância of plasma-
não como superfície.
sprayed hydroxyapatite coating on the osteocondutivity Gaps.
respeito à of commercialy
pure titanium implants. JOMI, 2000.

COMPARATIVO HA
COM GRUPO
CONTROLE:  2 modalidades –
JEFFCOAT (2003) sucesso de 95% até 5
 usinada anos
 HA  Acima de 5 anos o
 120 pacientes índice de sucesso
tende a favor dos HA.
 5-6 implantes cada
 Radiografias digitais
 Critério de sucesso-
perda óssea <2mm
em 5 anos
JEFFCOAT M K, MCGLUMPHY E A, REDDY M S, GEURS N C, PROSKIN H
M. Influence of Implant geometry and surface charateristics on progressive
osseointegration. JOMI, 2003


ESTUDO-VERIFICAR  Ca-fosfato+colágeno-
COBERTURAS CÁLCIO- 62,6%
FOSFATO E FORMAÇÃO
 Apenas ca-fosfato-
PERIIMPLANTAR:
45,2%
SCHLIEPHAKE (2006)
 10 cadelas adultas
 3 meses após exos
Histomorfometria:
1ºprés
 1 e 3 meses
 -usinados (controle)-
31,5%  Volume ósseo

 Colágeno-41,9%  Melhora formação
óssea.
SCHLIEPHAKE H, SCHARNWEBER D, ROESSELER S, DARD M,
COSTURA A, AREF A. Biomimetic Calcium Phosphate Composite Coating


2. REVISÃO DA LITERATURA PROCESSO BIOMIMÉTICO DE
2.2 TRATAMENTO BIOMIMÉTICO: CARACTERIZAÇÃO:

-16 implantes de 1,5 x
ZAGURY (2007) 2mm
HISTOMORFOMETRIA: -Apenas metade-
 Implantes Ti-Al-Va X processo biomimético
Coberturas -8 coelhos
Biomiméticas de HA -Imersão em NaOH 5
mol 60ºC 24 hs
 Induzir formação de
-substituir óxido de
Titanato de Cálcio titânio por camada de
 8 coelhos Nova titanato de sódio
Zelândia -SBF 37ºC 21 dias
ZAGURY R. Histomorphometric Analyses Of Bone Interface With
Titanium-Aluminum-Vanadium and Hydroxyapatite-Coated Implants by
Biomimetic Process. Implant Dentistry, 2007.


 Após tratamento FCS
CIRURGIA
 Imersão água
Fármacos:
destilada-5 min-
ultrassom  Procedimentos c/
lidocaína 2%
 Remoção de
aglomerados  Decadron 0,5 mg

 Esterilização 25KGy –  Dipirona 40 mg
10 hs  Injeção letal:Sódio-
 Césio 137 como fonte Fenobarbital 200mg
irradiação
ZAGURY R. Histomorphometric Analyses Of Bone Interface With
Titanium-Aluminum-Vanadium and Hydroxyapatite-Coated Implants by
Biomimetic Process. Implant Dentistry, 2007.


Não ocorreram diferenças
estatisticamente significantes entre
coberturas Biomiméticas de HA e
Ticp após 3 meses em coelhos.
P>0,05

ZAGURY 2007


NAKADA 2007 a)2 semanas
 Coelhos – Nova b)4semanas
Zelândia 1-jateamento alumina
 3 grupos (grit-blasted) Neoformação originária
da cortical
 1.abrasivo alumina -
2-jateamento apatita
300µm
Cortical, ao redor
 2.abrasivo apatita-
implante e medular
250µm
3-jatea.apatita+plasma
 3.abrasivo HA
apatita+plasma-spray Cortical e redor implante
NAKADA. Early tissue response to modified implant surfaces using back
HA-75µm
scattered imaging. Implant Dentistry, 2007.


Estudo comparativo
 G1-grit-blasted c/  ANIMAIS DE
abrasivo alumina EXPERIMENTO:
300µm  24 coelhos Nova
 G2-grit-blasted Zelândia
c/abrasivo apatita  4 Grupos de 3
250µm coelhos cada
 G3-grit-blasted  Dimensões de 2,8 X 8
mm, tíbias
c/abrasivo
apatita+plasma-spray  Sacrifício após 2 e 4
semanas da
partículas HA 75µm
implantação
scattered imaging. Implant Dentistry, 2007.


CIRURGIA RESULTADOS
 Fármacos:  Superfícies jateadas
 Sódio Pentobarbital com apatitas
(an geral/sacrifício) promoveram grande
 Xilocaína 2% formações ósseas no
 Desinfecção álcool osso cortical, ao redor
iodado dos implantes e da
 ESPÉCIMES: cavidade medular.
 Excisão tíbias  O FCS foi utilizado para
 Solução salina obter camada de HA
 Discos diamantados sobre implantes
 Espessura óssea 50µm
scattered imaging. Implant Dentistry, v. 16, n. 3, p. 281-289, 2007.


 Evaporação da uréia a
MACHADO (2007) 200ºC para sua remoção,
 MEV E EDS tornando a amostra
porosa
Manufatura de amostras:
 Tratamento térmico a
 Preenchimento e 1200ºC
compactação de  URÉIA=ESPAÇADOR
moldes com 80% de  LIMPEZA:
titânio grau 2 e 20% de  Escova
uréia.  Detergente
 Éter de petróleo  Água destilada
solvente  ultrassom
MACHADO ACP. Biocompatibilidade in vivo de implantes de titânio
sumetidos ao processo biomimético. UNESP, Faculdade de Odontologia,
2008.

CIRURGIA a)Exterior
b)Interior
 Perfuração da tíbia 100 e 200X
 Lojas ósseas preparadas
para receber implantes
TESTE MECÂNICO
-Ensaio de cisalhamento
através da máquina universal RADIOLÓGICOS
instron, > resistência  Espectro EDS após
tratamento biomimético. método biomimético,
HISTOLOGIA apresentando picos de
-15 dias-37,45% neoformação energia característicos
(tratamento Biom. HA dos elementos Ca(cálcio)
e P(fósforo)
-15 dias-32,26% neoformação
 Espectroscopia Raman
(controle –porosa) demonstra um pico
relacionado à
hidroxiapatita
MACHADO ACP. Biocompatibilidade in vivo de implantes de titânio
sumetidos ao processo biomimético. UNESP, Faculdade de


2.2 TRATAMENTOS BIOMIMÉTICOS
CARVALHO (2008)
ARTIGO DE REVISÃO:
-testes-histométrica e
-possibilidade de
torque reverso
incorporação de
agentes osteogênicos. -ambos métodos
maiores ancoragens
-superf. rugosas-
maiores áreas de -sucesso ossos menor
contato densidade
-HA e Biomiméticos-
CARVALHO B.M., PELLIZZER E.P., MORAES S.L.D., FALCÓN-ANTENUCCI
mais estudados
R.M., FERREIRA JÚNIOR J.S. Tratamentos de superfície nos implantes
dentários.


SANTOS (2007)  -devem ser
Comparação de considerados osso IV
Biomiméticas com HA:
 -30 implantes cada  Implantes lisos
grupo tiveram 35% de falha
 -cél calvária de rato e e rugosos 3% de
corante alizarina insucesso em regiões
 -EDS-presença de Ca
posteriores da maxila.
eP
 -osteocondutividade e
integração
SANTOS, E L , VASCONCELOS L M R, NASCIMENTO R D, CARVALHO Y R,
CAIRO C A C . In vitro osteogenesis in scaffolds titanium with different porous
submitted biomimetic treatment., 2007.


LIU (2004) -endoprótese e
odontologia
Trat Biomimético :
-degradação
- camadas Ca e P
progressiva das
-condições fisiológicas camadas de Ca e P
de temp. e ph
-trat. biomimético
-possível colocação de melhor que HA devido à
dgs bioativas lenta degradação.

LIU X, CHU PK, DING C. Surface modification of titanium, titanium
alloys, and related materials for biomedical applications. Materials
Science and Engineering , 2004.


3. PROPOSIÇÃO
-revisão da literatura

-tratamento biomimético
de HA e sua comparação
com plasma-spray HA;
fragilidade e delaminação;
indicações clínicas

-Comentar sobre outros
tipos de HA como LIXADA/NAOH/1 DIA Ca-P/7DIAS
anodização (Ca+P) e DUPLA CAMADA Ca-P
jateamento de alumina,
jateamento partículas de
HA.

4. DISCUSSÃO
-Trat. Biomimético-Ca e P-aceleradores osseointegração.
-Biomiméticos->res torques de remoção-princ. 30 dd.
-Ausência de fraturas de recobrimentos, reabilitação precoce-
nanoparticulados (Groisman et al. 1999; Sena et al. 2002; Almeida
Filho et al. 2007; Zagury et al. 2007; Machado et al. 2008)
-HA-fraturas da porção inferior das espiras. -Biomiméticos-
carregado precocemente-baixa densidade óssea-tipo IV. (Santos et
al. ,2007; Wennerberg et al., 2009)
-Biomiméticos em gaps >1mm, HA gaps 0,3mm(Strnad et al.
2000;Linden et al. 1996)
-Biomiméticos-nanorugosidades em comparação às Has.
(Wennerberg et al. 2008 e Rius et al. 2005)
-Biomimético-adesão e ausência de t fibroso (Santos et al. 2007;
Almeida Filho et al. 2007); HA perda óssea localizada (Sena et
al.2002; Yang et al. 2004; Zagury et al. 2007)


5. CONCLUSÃO:

- Implantes com superfícies biomiméticas têm
ausência de delaminação, comparadas com
tratamentos plasma-spray de hidroxiapatitas.

- Suas indicações são: pacientes que possuem baixo
metabolismo ósseo, osso qualidade IV, carga
imediata, cristas estreitas, altura vertical pequena,
implante imediato, apresenta menor efeito citotóxico.

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 LINDEN MSS. Biocompatibilidade entre implantes de titânio biomiméticos e com cobertura
de hidroxiapatita . RFO UPF, 1996.
 WONG M. Effect of surface topology on the osseointegration of implant materials in
trabecular bone. J Biomed Mater Res, 1995
 BRUNSKI JB. Mechanical and morphologic investigation of the tensile strength of a bone-
hydroxyapatite interface. Journal of biomedical materials research, 1997.
 STRNAD Z, STRNAD J, POVYSIL C, URBAN K. Effect of plasma-sprayed hydroxyapatite
coating on the osteocondutivity of commercialy pure titanium implants. JOMI, 2000.
 JEFFCOAT M K, MCGLUMPHY E A, REDDY M S, GEURS N C, PROSKIN H M. Influence of
Implant geometry and surface charateristics on progressive osseointegration. JOMI, 2003
 SCHLIEPHAKE H, SCHARNWEBER D, ROESSELER S, DARD M, COSTURA A, AREF A.
Biomimetic Calcium Phosphate Composite Coating of Dental Implants. JOMI, 2006.
 ZAGURY R. Histomorphometric Analyses Of Bone Interface With Titanium-Aluminum-
Vanadium and Hydroxyapatite-Coated Implants by Biomimetic Process. Implant Dentistry,
2007.
 NAKADA. Early tissue response to modified implant surfaces using back scattered imaging.
Implant Dentistry, 2007.
 MACHADO ACP. Biocompatibilidade in vivo de implantes de titânio sumetidos ao processo
biomimético. UNESP, Faculdade de Odontologia, 2008.
 CARVALHO B.M., PELLIZZER E.P., MORAES S.L.D., FALCÓN-ANTENUCCI R.M.,
FERREIRA JÚNIOR J.S. Tratamentos de superfície nos implantes dentários.
 SANTOS, E L , VASCONCELOS L M R, NASCIMENTO R D, CARVALHO Y R, CAIRO C A C
. In vitro osteogenesis in scaffolds titanium with different porous submitted biomietic
treatment., 2007.
 LIU X, CHU PK, DING C. Surface modification of titanium, titanium alloys, and related
materials for biomedical applications. Materials Science and Engineering , 2004.

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