BIOMATERIAIS SUBSTITUTOS ÓSSEOS DE ORIGEM SINTÉTICA

Materiais aloplásticos vêm sendo utilizados no preenchimento de cavidades ósseas na tentativa de induzir reparação óssea. No início dos anos 70, muitos pesquisadores começaram a estudar um grupo de materiais sintéticos constituídos de cerâmicas de fosfato de cálcio. Nos anos 80, uma série de artigos foi publicada, avaliando os diversos aspectos destas cerâmicas. Estes materiais são biocompatíveis, pois não induzem qualquer reação adversa, além de conter cálcio e fosfato, os quais são presentes no tecido ósseo (BUCHAIM et al, 2002).

É possível produzir materiais cerâmicos sintéticos com uma composição semelhante à matriz óssea inorgânica e sem limitações em termos de quantidade disponível. Entre eles, temos: 1) sulfato de cálcio, 2) biovidros e 3) materiais cerâmicos à base de fosfato de cálcio (fosfato tricálcio – TCP, hidroxiapatita – HA, biocompósitos à base de fosfato de cálcio e cimentos de cerâmica injetáveis) (GUTIERRES et al., 2006).

A cerâmica de hidroxiapatita tem sido estudada por tratar-se de uma substância bioativa não tóxica, que provoca pouca reação tecidual, apresentando-se como um importante recurso para a substituição óssea (MOREIRA et al, 2003).

Materiais de fosfato de cálcio podem ser encontrados na natureza (hidroxiapatita de coral) ou sintetizados por métodos de precipitação que utilizam reagentes químicos. A hidroxiapatita, Ca10(PO4)6(OH)2, é a biocerâmica de fosfato de cálcio mais

muitas vezes usado para descrever os materiais de fosfato de cálcio. Geralmente, estas biocerâmicas são aceitas como osteocondutoras e não osteoindutoras (CONZ; GRANJEIRO; SOARES, 2005).

Tem sido mostrado que materiais denominados como hidroxiapatita pura apresentam biocompatibilidade diferente daqueles formados pela mistura de hidroxiapatita e fosfato tricálcio. Resultados preliminares utilizando cultura de células sugerem que a presença de maior porcentagem de microporos (< 10 µm) interfere negativamente com a biocompatibilidade da hidroxiapatita. Tais evidências sugerem que o comportamento biológico destas cerâmicas é dependente de vários fatores, tais como: composição química e características físicas finais do produto (ROSA; SHAREEF; NOORT, 2000).

A hidroxiapatita sintética consiste em um material inorgânico comumente usado em falha óssea e constituinte da fase mineral dos tecidos calcificados. Pode ser utilizada em defeito ósseo sem carga ou em falha onde a carga, estresse de torção ou cisalhamento é neutralizado por implante rígido, como placa e parafusos (SOCCOL et al, 2006).

Orr et al. (2001) avaliaram propriedades mecânicas compressivas de defeitos ósseos de 3,5 mm de diâmetro por 8,0 mm de profundidade confeccionados na porção distal do fêmur de coelhos. Foram utilizados os biomateriais derivados de osso bovino inorgânico (Bio-Oss®) e de hidroxiapatita sintética (Calcitek®) comparados com o grupo controle (sem preenchimento do defeito) e com o grupo anatômico (sem o defeito). Os grupos foram avaliados nos seguintes períodos: osso

bovino inorgânico (2, 6 e 26 semanas), hidroxiapatita sintética (6 e 26 semanas), grupo controle (2, 6 e 26 semanas) e o grupo anatômico (2 semanas). Os resultados mostraram não haver diferença das forças compressivas no período de 2 semanas entre o grupo que utilizou o osso bovino inorgânico e o grupo anatômico. Nos períodos de 2, 6 e 26 semanas, o grupo do osso bovino inorgânico apresentou força compressiva maior que o grupo controle. O grupo da hidroxiapatita sintética teve força compressiva bem maior que o grupo controle e o grupo do osso bovino inorgânico nos tempos de 6 e 26 semanas, apresentando diferença estatística significante. Quanto ao módulo de elasticidade, o grupo do osso bovino inorgânico apresentou valores bem próximos do grupo controle, portanto sem diferença estatística, enquanto que o grupo da hidroxiapatita sintética obteve valores significativamente maiores que os citados grupos.

Buchaim et al. (2002) analisaram a reparação óssea em defeitos ósseos realizados na tíbia de ratos Wistar submetidos ao alcoolismo crônico experimental. No grupo experimental, os animais recebiam álcool etílico diluído a 6% como dieta líquida, sendo subdivididos em experimental-1 onde o defeito permanecia sem preenchimento e experimental-2 quando preenchido por hidroxiapatita sintética associada ao β-tricalcio-fosfato (Gen-Phos®), na proporção de 70 e 30%, respectivamente. O grupo controle diferiu do experimental apenas na dieta líquida constituída por água, apresentando controle-1 (defeito sem preenchimento) e controle-2 (preenchido por Gen-Phos®). Os animais do grupo experimental foram gradualmente adaptados ao álcool, recebendo uma dieta líquida de álcool etílico a 2% na primeira semana, a 4% na segunda e 6% na terceira. Após o período de adaptação, os ratos receberem a dieta líquida de álcool etílico a 6% por 60 dias para

serem submetidos aos procedimentos cirúrgicos. Todos os grupos foram avaliados microscopicamente nos tempos de 10, 20 e 40 dias. Os resultados mostraram que uma dieta alcoólica conduziu a uma neoformação óssea mais discreta de todos os espécimes em todos os períodos observados, causando preenchimento ósseo incompleto da cavidade cirúrgica após 40 dias de reparo. A neoformação óssea foi mais favorável em alguns animais que tiveram a implantação do Gen-Phos® após 20 dias de reparo.

Horch et al. (2006) estudaram o efeito a longo prazo da cerâmica de beta-tricálcio fosfato (β-TCP - Cerasorb®

) em diferentes sítios da reconstrução alveolar. Cento e cinqüenta e dois (152) pacientes foram avaliados, onde a maioria das indicações para o β-TCP foi para o preenchimento de cistos mandibulares (n=52), seguido de fissura alveolar (n=38), defeitos periodontais (n=24) e aumento de assoalho do seio maxilar (n=16). Nos defeitos maiores que 2,0 cm de diâmetros, o β -TCP foi combinado com enxerto autógeno esponjoso, na proporção de 1:1, proveniente da região retro-molar, da tuberosidade ou do mento mandibular. Avaliação clínica, radiológica e por ultrasonografia (na verificação da presença de micropartículas do material nos nódulos linfáticos regionais) foi realizada com 4, 12 e 52 semanas no pós-operatório. Em 16 casos, foram realizadas biópsias que demonstraram completa regeneração óssea. Este fato foi possível devido à necessidade de um segundo procedimento cirúrgico para remoção de material de fixação (placas e parafusos) e/ou para inserção de implantes dentários. Distúrbios na cicatrização foram observados em 9,2% dos pacientes, perda parcial do material em 5,9%, enquanto que a perda total em 2%. Devido à sua versatilidade, baixa taxa de complicações e

bons resultados ao longo prazo, o β-TCP sintético apresentou-se como adequado material para o preenchimento de defeitos ósseos em região alveolar.

Fujita et al. (2003) analisaram as diferenças na osteogênese e reabsorção da hidroxiapatita (HA) e do β-tricálcio-fosfato (β-TCP ) sob a forma de blocos com macro e microporos. Os materiais foram implantados entre o osso parietal e o periósteo de ratos Wistar e avaliados com 1, 2, 4, 8 e 24 semanas. Os resultados obtidos demonstraram que a força compressiva foi maior para a HA e a concentração de íons Ca foi maior para o β-TCP nos períodos de 4 e 8 semanas. Na análise histomorfométrica, observou-se que a neoformação óssea aumentou com o tempo, porém foi significantemente maior nos poros do bloco de HA em comparação ao β-TCP em 24 semanas. No mesmo período, houve uma grande diminuição na quantidade remanescente do bloco de β-TCP, apresentando diferença significativa quando comparado a HA que se manteve praticamente estável durante todo este período. Os autores concluíram que os blocos de HA são mais adequados, considerando o modelo utilizado, para implantação do tipo onlay.

Miranda et al. (2005) realizaram um estudo experimental comparativo de enxerto ósseo orgânico (osso autógeno – crista ilíaca) e material inorgânico (Osteosynt® - hidroxiapatia + tricálcio-fosfato) em fraturas de rádio em coelhos. Foram utilizados 20 animais, divididos em 2 grupos, que se submeteram a remoção de um segmento osteoperiosteal em todo seu diâmetro com 1 cm de comprimento. No grupo 1, colocaram-se fragmentos de enxerto orgânico e no grupo 2, fragmentos do material inorgânico. Os animais foram sacrificados com 15, 30, 45, 60 e 75 dias. Na avaliação radiográfica, foi possível observar a completa reparação óssea em todos

os grupos, sendo de forma mais rápida com menor tempo de evolução no grupo 2 que utilizou o osso inorgânico; fato esse confirmado pela análise histológica. Como conclusão, os autores afirmam que o material ósseo inorgânico pode ser usado de rotina em cirurgia ortopédica, proporcionando uma cicatrização óssea precoce.

Soccol et al. (2006) avaliaram os biomateriais de hidroxiapatita de cálcio sintético (HA) e submucosa de intestino delgado porcina (SID) no preenchimento de defeitos ósseos de 0,75 x 1,5 cm criados em mandíbula de ratos Wistar. Foram utilizados 24 animais divididos aleatoriamente em dois grupos: 1 (HA) e 2 (SID), sendo padronizado à esquerdo o preenchimento do defeito com o material e à direita o não preenchimento serviu de controle. Após 40 dias, procedeu-se a eutanásia dos animais e por conseqüente a análise macroscópica e histomorfométrica das peças. Os resultados evidenciaram uma melhor neoformação óssea com a utilização da hidroxiapatita (76,64%) quando comparado ao grupo da submucosa de intestino delgado porcina (63,64%). Entretanto, os dois biomateriais mostraram-se efetivos quando comparados ao controle.

Fellah et al. (2008) estudaram a osteogenecidade da cerâmica de cálcio fosfato bifásico - CFB (MBCP®), constituída por hidroxiapatita + β -tricálcio fosfato na proporção de 60/40, em comparação ao osso autógeno (OA). A cerâmica foi sinterizada nas temperaturas de 1050, 1125 e 1200 oC, produzindo diferentes micro- porosidades. Os materiais foram implantados em locais ectópicos (músculo para- espinhal) e ortotópicos (osso femural) de cabras e analisados nos períodos de 6 e 12 semanas. Para implantação intramuscular, foram criados 4 diferentes grupos: 1) OA, 2) CFB 1050 oC, 3) CFB 1125 oC e 4) CFB 1200 oC. No preenchimento dos

defeitos ósseos além dos grupos anteriormente citado foi adicionado um quinto para controle (sem preenchimento) Com base nos dados obtidos, a propriedade de osteoindução não foi observada em nenhum dos grupos estudados após os períodos de observação nos locais ectópicos (musculatura para-nasal). Nos ossos femorais, os materiais foram colocados dentro de um cilindro de politetrafluoroetileno e implantados em defeitos críticos de 9,0 mm de diâmetro por 10,0 mm de profundidade. Para os grânulos de CFB 1050 e 1125 oC, observou-se formação óssea tanto no período de 6 quanto de 12 semanas. Para o grânulo de 1200 oC, houve presença de mineralização discreta apenas em 12 semanas. Os defeitos sem preenchimento não apresentaram formação óssea. Os enxertos autógenos foram completamente reabsorvidos nos dois locais estudados. Desta forma, os autores concluíram que o biomaterial ósseo de origem sintética pode apresentar estabilidade e propriedades osteogênicas superiores que o enxerto autógeno em defeitos críticos confeccionados em osso femoral de cabras.

3 PROPOSIÇÃO