INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
FUNORTE / SOEBRAS
RICARDO CÉSAR NISHIYAMA
A SUPERFÍCIE DO IMPLANTE DENTÁRIO, E SUA
INFLUÊNCIA NA OSSEOINTEGRAÇÃO
Ji-Paraná- RO 2011
RICARDO CÉSAR NISHIYAMA
A SUPERFÍCIE DO IMPLANTE DENTÁRIO, E SUA
INFLUÊNCIA NA OSSEOINTEGRAÇÃO
Monografia apresentada ao Programa de Especialização em Implantodontia da
FUNORTE/SOEBRÁS NÚCLEO DE
JI-PARANÁ/RO, como parte dos requisitos para obtenção do título de Especialista.
Orientador: Prof.Dr. Roberto Jorge Aur Júnior
Ji-Paraná- RO 2011
DEDICATÓRIA
À DEUS, POR DAR-ME FORÇA E SABEDORIA PARA ENFRENTAR TODOS OS DESAFIOS PARA QUE PUDESSE CHEGAR ATÉ AQUI, À MINHA FAMÍLA, ESPOSA DANIELLE E MINHA QUERIDA FILHA ANA CAROLINA, QUE SEMPRE ME APOIARAM E SOUBERAM ENTENDER OS MOMENTOS DE AUSÊNCIA.
AGRADECIMENTOS
A Deus por toda força, saúde e sabedoria.
Agradeço a minha família, esposa Danielle e minha filha Ana Carolina, que sentiram a minha ausência nos momentos de estudos, e que sempre me apoiaram em todos os momentos até hoje.
Aos meus pais, que nunca mediram esforços para proporcionar a mim os melhores estudos, e sem ao qual não teria chegado até aqui.
Ao meu professor, mestre e amigo Roberto Aur, que sempre esteve ao nosso lado, lutando sempre pelo nosso bem, nos ensinando não só Odontologia, mas nos encaminhando para sermos profissionais melhores.
Aos Colegas de turma, que com união e fraternidade, conseguimos todos juntos trilhar os caminhos, e vencer todos os desafios para chegarmos até aqui.
Ao gestor da Funorte, Ozéias Miranda, que nos deu a oportunidade de concluirmos nossa especialização, aos funcionários que generosamente contribuíram para o bom andamento do curso.
Aos pacientes, que com confiança e paciência nos ajudaram em nosso aprendizado.
Epígrafe
“MENOS É MAIS”
RESUMO
D
esde a descoberta da osseointegração pelo pesquisador sueco Per-Ingvar Branemark na década de sessenta, vários estudos com a microgeometria dos implantes dentários tem sido realizados com o propósito de otimizar a biofixação dos implantes no tecido ósseo, bem como acelerar o processo da osseointegração. Modificações na superfície dos implantes através de variadas técnicas de tratamento utlilizando meios físicos ou químicos, tem sido propostas para melhorar a resposta do tecido ósseo frente ao contato com o implante dentário, bem como aumentar a área superficial de contato entre osso e implante. O maior aumento da área desta superfície resulta num maior ganho na ancoragem desses implantes, promovendo uma maior estabilidade primária, fator esse de grande importância quando aplicado na técnica da carga imediata, como também na utilização de implantes curtos. Este trabalho tem como objetivo, através da revisão de literatura, analisar os diferentes tipos de tratamento de superfície dos implantes dentários, bem como sua influência no processo de osseointegração.Palavras-chave: 1.Superfície dos Implantes Dentários. – 2.tratamento de supefície. – 3. Osseointegração.
ABSTRACT
Since the discovery of osseointegration by Swedish researcher Per-Ingvar Branemark in the sixties, several studies with dental implants microgeometry has been performed in order to optimize the implants biofixation in bone tissue, as well as accelerating the process of osseointegration. Modifications in the surface of the implants through a variety of treatment techniques using physical or chemical means, has been proposed to improve the response of bone contact with the front of the dental implant, as well as increase the surface area of contact between bone and implant. The largest increase in the area of this surface results in a greater gain in anchoring these implants, promoting greater primary stability, a factor that very important when applied to the immediate loading technique, as well as the use of short implants. This study aims, through literature review, analyze different types of surface treatment of dental implants, and their influence in the process of osseointegration.
Keywords: 1.Dental Implants Surface. – 2.surface treatment. – 3. osseointegration.
LISTAS DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1- superfícies de implantes usinados ---16
Figura 2- superfícies de implantes usinados, maior ampliação --- 16
Figura 3- superfícies com revestimento de HA --- 17
Figura 4- superfícies com revestimento de HA, apresentando lascas ---- 17
Figura 5- superfície modificada por PPT --- 18
Figura 6- superfície modificada por anodização --- 19
Figura 7- superfície jateada --- 21
Figura 8- Superfície SLA --- 22
Figura 9- superfície modificada por laser --- 23
Figura 10- superfície com nanorrugosidades --- 24
Figura 11- superfície com nanorrugosidades--- 24
Figura 12- osteoblasto aderido à superfície rugosa --- 34
SUMÁRIO
1 - INTRODUÇÃO --- 10
2 - PROPOSIÇÃO --- 12
3 - REVISÃO DE LITERATURA --- 13
3.1- HISTÓRICO DA IMPLANTODONTIA--- 13
3.2 – Tipos de superfícies dos implantes dentários--- 15
3.2.1 – Superfícies usinadas--- 15
3.2.2 – Superfíces tratadas por adição --- 17
3.2.3 – Superfícies tratadas por subtração --- 20
4 – OSSEOINTEGRAÇÃO --- 25
4.1
– Definição de osseointegração --- 25
4.2 – Requisitos para a osseointegração --- 25
4.3 – Mecanismo da osseointegração --- 28
5
– A INFLUÊNCIA DA SUPERFÍCIE DO IMPLANTE NA
OSSEOINTEGRAÇÃO --- 30
5.1
– Objetivos da modificação da superfície --- 31
6 – ESTUDOS COMPARATIVOS ENTRE SUPERFÍCIES---- 36
7 – DISCUSSÃO --- 38
8 – CONCLUSÃO --- 40
1 - INTRODUÇÃO
O fenômeno da osseointegração descoberta por Branemark em 1965, foi conceituada como “uma conexão direta, estrutural e funcional entre osso vital organizado e a superfície de um implante de titânio capaz de receber carga funcional3-7-14.
Para que o processo de osseointegração possa ocorrer, muitos fatores relacionados ao implante endósseo são necessários, e dentre eles, a superfície destes implantes que entram em contato direto com o tecido ósseo é um dos mais importantes, pois superfícies rugosas ajudam o implante a ter mais atrito e fixação durante a sua instalação 17-21.
Estudos relacionados com a geometria e design dos implantes dentários tem sido realizados para que se possa otimizar não só a osseointegração, mas para acelerar o tempo necessário para que esse fenômeno ocorra para que seja possível restaurar o implante com suas coroas e próteses definitivas, sendo que a superfície dos implantes teriam elevado grau de importância nesse processo6-12-16.
O período inicial de remodelação óssea ao redor de um implante, que não recebe carregamento imediato, constitui uma fase do processo de
osseointegração que é muito afetada pela microsuperfície do implante, sendo que superfícies rugosas aumentam o contato inicial entre o osso e o implante (BIC).
As superfícies usinadas foram as primeiras e únicas a serem utilizadas no passado, onde após a usinagem, estes implantes passavam somente por um processo de descontaminação, esses implantes tem uma grande importância na história da osseointegração, pois eram reconhecidos como padrão ouro, corroborados por inúmeros estudos longitudinais da época4.
Para tentar melhorar a estabilidade inicial, bem como aumentar a área de contato osso-implante (BIC), modificações na superfície dos implantes após a usinagem tem sido propostas para alterar a supefície e aumentar a sua rugosidade5-9. Estudos experimentais no início dos anos 90 indicavam que implantes com tratamento adicional de superfície para aumentar a sua rugosidade, apresentavam uma melhor resposta do tecido ósseo quando comparados aos implantes usinados6-23.
Os diferentes tipos de tratamento de superfície propostas para que ocorram essas modificações podem ser divididos em métodos de adição, ou recobrimento quando é acrescentado algum material à superfície do implante, ou subtração, quando são removidas partes de sua camada superficial provocando a aumento de rugosidade2-12-24.
Outra propriedade importante e que pode influir no processo inicial de osseointegração, é a molhabilidade da superfície dos implantes dentários, que pode ser modificado através da hidratação da camada de óxido de titânio, sendo diretamente relacionado à energia superficial entre o implante e o meio fisiológico25.
2- PROPOSIÇÃO
Este trabalho tem como propósito analisar por meio de revisão de literatura, os diferentes métodos de tratamento de superfície aplicados aos implantes dentários, as propriedades distintas de cada tipo de superfície, bem como sua influência no mecanismo biológico da osseointegração.
3 - REVISÃO DE LITERATURA
3.1- HISTÓRICO DA IMPLANTODONTIA
Desde o início do século passado, diferentes tipos técnicas de implantes dentários foram produzidos, bem como variados materiais eram utilizados com o intuito de se reabilitar pacientes desdentados parciais ou totais. Porém com o pouco conhecimento da fisiologia óssea, seus mecanismos de reparo e remodelação tecidual, aliados ao uso de materiais não biocompatíveis com o tecido ósseo, estes implantes resultavam nem insucesso e conseqüente fracasso em curto período de tempo14-20.
Porém vale salientar que estas tentativas em se criar um tipo de implante dentário estável, contribuíram para o desenvolvimento dos implantes utilizados atualmente com sucesso.
Os implantes subperiosteais ou justaósseos criados por Muller e seguido por Dahl em 1943, eram costituidos por uma estrutura metálica composta por cromo-cobalto-molibdênio, justaposta ao periósteo após moldagem direta. Como apresentavam altas taxas de insucesso, e causavam enormes danos ao serem removidos, seu uso foi abandonado14-20.
Em 1939, Stock desenvolveu os parafusos de Vitalium, e em 1947, Formiggini na Itália dizia que os implantes endósseos não precisavam
necessariamente se assemelhar anatomicamente com a raiz dentária, apresentando seu implante em formato helicoidal.
Scialon na frança em 1962 desenvolve e introduz os implantes agulhados, que eram inseridos no tecido ósseo maxilar, formando uma base se sustentação protética dupla, tripla ou enfileirados, dependendo da posição.
Em 1962 Lincow desenvolveu implantes em formato de lâminas, já utilizando o titânio, que ao serem introduzidos cirurgicamente no tecido ósseo da mandíbula ou maxila, tinham a finalidade de aumentar a área de superfície do implante a sustentar uma prótese sobre implantes14.
Porém com a descoberta da osseointegração pelo pesquisador sueco Dr. Per Ingvar Branemark e 1965, é que ocorre uma verdadeira revolução no campo da odontologia pois daria início a Implantodontia moderna4-7-18.
Essa descoberta da osseointegração aconteceu quando o Prof. Branemark liderava um grupo de pesquisadores da Universidade de Gotemburgo na Súecia, pesquisando sobre a microcirculação sanguínea em medula óssea em tíbias de coelho, com a utilização de microcâmeras de titânio, onde após o período necessário de observação, era necessário remover essas câmeras do tecido ósseo. No entanto foi observado que havia uma forte interação entre a superfície de titânio da câmera e o tecido ósseo, impedindo sua remoção, e não havia a presença de qualquer tipo de processo inflamatório que caracterizasse rejeição, e a este fenômeno branemark denominou de osseointegração14-18. Posteriormente estudos experimentais de Branemark em cães que tinham dentes removidos e substituídos por implantes, deixados cicatrizar por um período de 3 a 4 meses, e após este período eram reabilitados com próteses dentárias, onde eram acompanhados por algum
tempo e submetidos por análises radiográficas e histológicas deram o princípio do entendimento biológico da osseointegração18.
Em 1977 Branemark e Albrektsson publicaram artigos científicos sobre a utilização de implantes de titânio com formato de parafuso para reabilitação oral. Os implantes utilizados eram constituídos por titânio comercialmente puro com superfície usinada, e eram instalados na região anterior da maxila ou mandíbula, sempre unidos para uma melhor distribuição da carga mastigatória e usados na reabilitação em pacientes desdentados totais com alto índice de sucesso3-7.
Adell et aL em 1981 faz a instalação de 2768 implantes em 410 mandíbulas edêntulas, com a utilização de 4 a 6 implantes por mandíbula, com implantes de 3.75mm de diâmetro e plataforma protética de 4.1mm em cada mandíbula com comprimentos variáveis conforme altura óssea disponível.
Os implantes eram deixados submersos por um período mínimo de 4 meses, onde somente então eram carregados pro uma próteses totais fixas.
Houve um acompanhamento destes pacientes por Adell et aL por um período de 15 anos, onde os autores estabeleceram os princípios fisiológicos da resposta óssea aos implantes endósseos10.
3.2 - TIPOS DE SUPERFÍCIES DOS IMPLANTES
DENTÁRIOS
Os primeiros implantes originais utilizados por Branemark eram usinados, sem nenhum tipo de tratamento de superfície adicional, e tinham rugosidade mínima entre 0,5µm e 1,0µm, onde por muito tempo este tipo de implante concebido por Branemark foi reconhecido como padrão ouro, sempre baseado em muitos estudos clínicos longitudinais. Nos anos de 1990 estudos experimentais comparando os implantes usinados com implantes que apresentavam rugosidade em torno de 1,5µm demonstravam uma melhor resposta biológica frente ao tecido ósseo13-17.
Ao longo do tempo, modificações foram propostas para alterar a superfície usinada para rugosas, com o propósito de aumentar a superfície de contato externo, bem como melhorar a estabilidade primária do implante dentário no momento da sua instalação no tecido ósseo. Também observou-se de que a morfologia da superfície do implante dentário desempenha um importante papel no comportamento celular, pois pode afetar diretamente na adesão dos osteoblastos e sua diferenciação celular responsáveis pela osseointegração21.
Os processos de tratamento de supefície para aumentar sua rugosidade após o processo inicial de usinagem, podem ser divididos em métodos de adição, quando é acrescentado algum tipo de material à superfície do implante, ou subtração, quando processos químicos e físicos removem parte da camada superficial6-21.
Figuras 1 e 2 : superfícies de implantes usinados em diferentes ampliações
3.2.2 – SUPERFÍCIES TRATADAS POR ADIÇÃO
Implantes com revestimento de Hidroxiapatita (HA): A adição de
hidroxiapatita (HA) à superfície dos implantes foi um dos primeiros métodos de tratamento propostos para se modificar a superfície dos implantes após o processo de usinagem. Os objetivos desta modificação era buscar uma interação química entre o implante revestido com HA e o tecido ósseo, aumentar a área de superfície e a rugosidade para uma maior estabilidade inicial e consequente contato osso-implante (BIC) mais forte, e uma aceleração na cicatrização da interface óssea21.
Este método caiu em desuso pois apresenta algumas desvantagens como alto custo de produção e fabricação, e estudos clínicos demonstrarem que após a instalação desde tipo de implante revestido com HA, observou-se o destacamento de camadas da HA do corpo do implante, resultando em falha na osseointegração6.
Figura 3 e 4 : superfícies com revestimento de HA apresentando lascas e rachaduras
Implantes modificados por Plasma de Titânio (PPT): Outro método
de adição é o de pulverização da superfície com plasma de titânio (PPT), que resultaria num grande aumento da área de superfície, e também estimularia o processo de adesão por osteogênese21. Neste método uma chama ionizada de um gás é aquecida a temperaturas muito altas, entre 10.000 e 30.000 °C, e partículas aquecidas de titânio são pulverizadas em alta velocidade contra o corpo do implante, onde após entrar em contato com a superfície do implante, estas partículas se resfriam e solidificam-se, apresentando um aspecto final semelhante à lava vulcânica solidificada.
Este aspecto altamente rugoso resultante do processo de pulverização de plasma de titânio, produz uma superfície com elevado grau de irregularidade, com valores de rugosidade superiores a 2µm favorecendo a aderência e contaminação bacteriana, o que se traduz numa desvantagem para a utilização deste trabalhoso método de tratamento de superfície, não sendo portanto, mais utilizado na atualidade2-6-10.
Figura 5 : superfície modificada por PPT
Implantes com superfície anodizada: A anodização representa outro
método alternativo para a modificação da superfície do implante dentário através de um tratamento eletroquímico.
Neste processo o implante é submerso numa solução eletroquímica onde reações de transferência de cargas e íons, onde sob condições controladas, resultará num aumento da espessura da camada de óxido de titânio (TIO2), produzindo uma superfície altamente rugosa14-21.
Estudos in vivo demonstram que implantes submetidos ao processo de oxidação anódica, melhoram a resposta óssea, tanto em quantidade como em qualidade, melhorando a adesão celular, e aumentando o contato osso-implante( BIC) favorecendo a osseointegração6.
Figura 6: superfície modificada por anodização.
3.2.3 – SUPERFÍCIES TRATADAS POR SUBTRAÇÃO
Fazem parte deste grupo, aqueles tipos de implantes dentários que tiveram sua superfície modificada por redução de parte de sua camada superficial, por meios físicos e/ou químicos no decorrer do processo de tratamento de superfície10-12.
Implantes Jateados: Dentre os métodos de tratamento de superfície
por subtração, ojateamento com partículas representou a primeira modificação de superfície com aplicação clínica na década de 90, com resultados promissores, e somente algum tempo depois foi complementada pelo condicionamento ácido8-9.
A superfície modificada por jateamento tem como objetivo de aumentar a irregularidade da superfície do implante, transformando a superfície usinada de baixa rugosidade numa superfície rugosa. Esse processo de tratamento é influenciado pelo número e velocidade de rotação do implante, pressão e dimensão das partículas utilizadas no jateamento, como óxido de alumínio (AL2O3) ou alumina, bem como óxido de titânio (TiO2)11-15.
Análises de microscopia eletrônica de varredura da superfície dos implantes submetidos ao jateamento por alumina (AL2O3), demonstraram que resíduos provenientes das partículas utilizadas durante o processo de jateamento, podem contaminar a superfície resultante no final do processo de tratamento, e esta contaminação seria prejudicial à osseointegração pois estas
partículas de alumina (AL2O3), competiriam com o cálcio durante a fase de reparo ósseo21. O uso de óxido de titânio no lugar da alumina, mesmo material do implante, e ainda o condicionamento ácido posterior ao jateamento, seriam uma forma de evitar os efeitos indesejáveis desta contaminação por resíduos de alumina na superfície.
Figura 7: superfície jateada
Implantes Jateados e com duplo ataque ácido (SLA): Surge então uma superfície de implantes dentários tratada por jateamento de areia, seguido de duplo condicionamento por ataque ácido, sandblasting and acid etching, (SLA) que representa um dos métodos de tratamento de superfície mais utilizados atualmente9-11-15.
A superfície resultante deste processo é constituída por lacunas e orifícios uniformes com tamanho de rugosidade em torno de 2,0 µm, sendo que esta superfície tende a promover um maior contato ósseo em um momento mais precoce quando comparados com superfícies usinadas, ou com cobertura por pulverização de plasma. Estudos com superfície SLA demonstram também um índice e grau de osseointegração superiores à superfícies de implantes usinados e com ataque ácido somente21.
Os ácidos utilizados para o condicionamento após o processo de jateamento por areia são: HCl, H2SO4, HF, primeiramente para se criar irregularidades na superfície, e remover resíduos do jateamento, e HNO3 para repassivar a superfície, tornando a rugosidade mais homogênea.
Esse tipo de tratamento de superfície é o mais comumente utilizado pelas empresas de implantes, principalmente no Brasil.
Figura 8 : Superfície SLA
Implantes com superfície tradadas com laser: Estes implantes tem
sua superfície modificada através da irradiação por feixes de laser, para produzir erosões e resultando em uma superfície rugosa. Este tipo de tratamento pode ser considerado limpo, por não interagir com nenhum tipo de material externo durante o processo de modificação da superfície, onde o feixe de laser age como meio físico de tratamento6-10.
Estudos relatam que a superfície resultante da modificação por irradiação por feixes de laser resultam em uma superfície com microcrateras mais regulares, e com maior força de torque reverso comparados a implantes jateados14.
A aplicabilidade do laser como meio de tratamento de superfície de implantes dentários mostra ser viável, pois representa um processo padronizável e relativamente fácil, além de ser um processo limpo, reprodutível e de baixo custo.
Figura 9: superfície modificada por laser
Implantes com nanorrugosidade ( nanotecnologia): são implantes
que durante o processo de modificação, apresentam como resultado uma superfície com nanoestruturas, ou rugosidades em nível nanométrico6.
A presença de nanoestruturas é comum a maioria das modificações utilizadas no tratamento de superfície dos implantes dentários, e mesmo os primeiros implantes originalmente desenvolvidos pelo Prof. P.I Branemark nos estudos iniciais da osseointegração na Suécia na década de 60, já era possível encontrar nanoestruturas resultantes do processo de usinagem. Para ser classificada como nanoestrutura, uma estrutura deve ter uma dimensão entre 1 a 100 nanômetros, porém na prática uma medida até 500 nanômetros que corresponde a meio µ pode ser considerada como nanoestrutura também6-19.
Com o desenvolvimento das pesquisas com superfícies dos implantes dentários, há em paralelo o desenvolvimento de novas tecnologias tal como a aplicação da nanotecnologia resultando em implantes nanomodificados.
A atuação das nanoestruturas no processo de osseointegração pode estar na existência de nanoestruturas no tecido ósseo e a interação entre as biomoléculas das células em contato com a superfície do implante que ocorreria numa escala nanométrica.
Trabalhos demonstram que a associação entre superfícies com configurações de microrrugosidades, acrescentadas de nanorrugosidades regulares, resultam num aumento na resposta óssea quando comparadas a superfícies com microrrugosidades apenas6-19. Todavia outros estudos em cães com acompanhamento de oito semanas de osseointegração, obtiveram valores similares de contato osso-implante entre implantes micro comparados com implantes micro+nano, porém é fato que a presença de nanoestruturas resultam em uma aumento do contato osso-implante, desejável no processo inicial de reparo ósseo19.
4 – OSSEOINTEGRAÇÃO
4.1 – DEFINIÇÃO DE OSSEOINTEGRAÇÃO
A osseointegração foi definida no ano de 1969 por P.I Branemark como “uma conexão direta, estrutural e funcional entre osso vital organizado e a superfície de um implante de titânio capaz de receber carga funcional”, porém até hoje seus mecanismos ainda não foram totalmente elucidados, sendo a reação do tecido ósseo frente ao titânio promovendo a osseointegração, ainda um mistério para a comunidade científica mundial18.
Zarb e Albrektsson em 1991 definiram a osseointegração como, “Fixação rígida de material aloplástico no osso, que é obtida e mantida sob cargas funcionais e clinicamente assintomática”, complementando o primeiro conceito sobre a osseointegração feita pelo seu descobridor14.
4.2 – REQUISITOS PARA A OSSEOINTEGRAÇÃO
Para que o processo de osseointegração possa ocorrer no tecido ósseo, a presença de alguns fatores locais são imprescindíveis, pois estes podem influenciar diretamente no grau de incorporação do tecido ósseo ao redor do implante instalado, e são responsáveis pelo sucesso de uma reabilitação completa e duradoura no tratamento com implantes dentários.
Material do implante: o implante dentário deve ser fabricado com
titânio, podendo ser titânio comercialmente puro (TIcp), como eram fabricados os primeiros implantes usinados originais de Branemark, ou ainda em uma liga composta de titânio com a associação de outros metais ainda que em menor proporção. A liga metálica mais utilizada é composta por alumínio e vanádio
(Ti6Al4V), na proporção de 90% de titânio, 6% de alumínio e 4% de vanádio, para dar maior resistência, dureza e aumentar o módulo de elasticidade, visto que os implantes fabricados em titânio puro apresentam módulos de resistência inferiores aos fabricados com ligas compostas de titânio21.
Design do implante: o projeto do desenho do implante é muito
importante, para que dele resulte num formato que consiga obter a maior área de contato superficial possível com o tecido ósseo, bem como favorecer a estabilidade primária já no ato cirúrgico de instalação. Essa macrogeometria dos implantes dentários compreende também o formato e espaçamento das roscas, pois elas influenciam diretamente na estabilidade primária, compressão óssea e velocidade de inserção no alvéolo ósseo13-17.
Superfície do implante: a superfície do implante também pode ser
denominado de microgeometria do implante dentário, e é responsável por interagir biologicamente em níveis microscópicos com o tecido ósseo, através da atração, adesão e fixação das células responsáveis pelo processo da osseointegração1. Modificações na superfície foram propostas com o objetivo de melhorar ainda mais essa biomecânica entre o implante e o tecido ósseo,
aumentar a área de superfície de contato entre osso-implante em até duas vezes ou mais, e atrair as células por meio da “molhabilidade” do implante, obtida através da redução da tensão superficial dos líquidos tornando a superfície mais hidrofílica, o que pode aumentar o contato das células na superfície, reduzindo o tempo de osseointegração e aumentando o torque de remoção6-10.
Leito ósseo receptor: o tipo de tecido ósseo, bem como a quantidade
presente é de extrema importância para o planejamento e o sucesso de uma reabilitação com implantes dentários. Para que ocorra a osseointegração de forma previsível de duradoura, o leito receptor deve ter quantidade óssea suficiente para para receber os implantes endósseos7-14.
Se a quantidade de tecido ósseo for inadequado, uma cirurgia para a realização de enxertia óssea ou uma regeneração óssea guiada deve ser colocada em prática antes ou durante a instalação dos implantes para se evitar falhas e fenestrações no tecido ósseo.
A qualidade óssea presente na maxila ou na mandíbula pode ser classificada em quatro tipos principais segundo Lekholm e Zarb:
Osso tipo 1: osso alveolar constituído em sua maioria de osso cortical denso.
Osso tipo 2: osso cortical espesso envolvendo um núcleo de osso medular.
Osso tipo 3: osso cortical fino envolvendo um núcleo de osso medular trabeculado.
Osso tipo 4: osso cortical fino envolvendo um núcleo de osso medular de baixa densidade, sendo o mais frágil tipo de tecido ósseo, que pode ser encontrado na região maxilar.
A preparação cirúrgica deve ser criteriosa respeitando a qualidade óssea presente, para que no momento da instalação do implante dentário, esse possa obter uma carga primária o mais próximo do ideal entre 35 a 45 Newtons13.
Técnica cirúrgica: de nada adiantaria dispormos dos melhores
materiais e instrumentais, se no ato da cirurgia não tomarmos os cuidados necessários para provocar o menor traumatismo possível aos tecidos envolvidos. Durante o processo de fresagem do leito ósseo, se aquecermos em demasia o alvéolo ósseo, como conseqüência pode ocorrer a desnaturação das proteínas do osso, resultando numa necrose óssea superficial quando a temperatura ultrapasse 42 oC, onde uma irrigação abundante com soro fisiológico se faz necessária para evitar esse aquecimento em demasia14.
Os cuidados com o tecido mole também são muito importantes, onde uma incisão firme e contínua, um bom descolamento sem dilacerar as bordas, e finalizando com uma sutura correta são extremamente desejáveis para o completo sucesso da cirurgia.
4.3- MECANISMO DA OSSEOINTEGRAÇÃO
O mecanismo da osseointegração se dá através de um processo inflamatório, que tem início durante o ato cirúrgico da instalação dos implantes dentários no leito ósseo receptor, e seguem o processo de remodelação e
reparo ósseo, sendo finalizado com o completo contato íntimo entre a superfície do implante com o tecido ósseo marginal.
As fases que compreendem todo o processo da osseointegração podem ser divididos em três eventos fundamentais, a hemostasia, formação do tecido de granulação e neoformação óssea6.
Hemostasia – na instalação do implante no leito ósseo, ocorre
imediatamente uma hemorragia e conseqüente formação do coágulo sanguíneo. Através desse coágulo ocorrem o surgimento de uma rede de fibrina que produz uma vasoconstrição local para estancar o sangramento, e também inicia-se um processo de angiogênese necessária para a nutrição das células envolvidas neste processo.
O coágulo sanguíneo em contato com a superfície do implante provoca o aumento da presença dos neutrófilos e do ânion superóxido, o que proporciona o surgimento do peróxido de titânio, o qual favorecerá a ligação celular à superfície do implante, e servirá de arcabouço para a deposição da matriz óssea6-21. Ainda nesta fase a superfície rugosa do implante é muito importante, pois facilita a retenção das redes de fibrina mais firmemente, resultando numa maior resistência quando o coágulo começar a se retrair.
Fatores de crescimento liberados pelas plaquetas provenientes do coágulo sanguíneo, terão efeito mitogênico sobre os osteoblastos e fibroblastos, células que serão fundamentais para o reparo do tecido ósseo.
Formação de tecido de granulação – Nesta fase já há a presença de
O acúmulo de produtos necróticos e células degradadas, baixa concentração de oxigênio e lactato, há uma diminuição do pH da área ao redor do implante, resultando em quimiotaxia de células mesenquimais e endoteliais.
Há também o desenvolvimento de vasos em direção à superfície do implante, e fibroblastos formam uma matriz para dar suporte a esses vasos neoformados, que se ligam a outros da mesma região.
Neoformação óssea – através da rede de fibrina formada pelo
depósito de coágulo na fase inicial, células osteogênicas migram em direção à superfície do implante dentário, e estas células quando diferenciadas secretarão a matriz osteóide ao redor do implante.
Nesta fase podem ser observadas dois fenômenos distintos, a osteocondução e a aposição óssea, onde a matriz óssea formada não se move mais em relação aos tecidos circundantes, e sim as células osteogênicas como os osteoblastos, que se espalham sobre a superfície do implante mas somente após formarem um arcabouço emtre o implante e o tecido ósseo, o que resultara na osseointegração do implante dentário14-17.
5
– A INFLUÊNCIA DA SUPERFÍCIE DO IMPLANTE NA
OSSEOINTEGRAÇÃO
A superfície do implante dentário é o local de contato entre o implante de titânio com o tecido ósseo, e consequentemente o sucesso ou fracasso dessa ligação terá reflexo direto no sucesso da osseointegração2.
Desde a década de 60, os implantes usinados padrão Branemark tem obtido altos índices de sucessos, comprovados em inúmeros estudos científicos realizados no mundo todo, e por isso eram considerados padrão ouro na implantodontia6. Porém observando a importância que a superfície externa do implante dentário representa para o sucesso da osseointegração, modificações destas superfícies tem sido propostas com o objetivo de melhorar a dinâmica do tratamento com implantes na reabilitação oral, e estudos ainda estão sendo feitos para evoluir cada vez mais os efeitos da superfície do implante frente ao tecido ósseo.
5.1- OBJETIVOS DA MODIFICAÇÃO DA SUPERFÍCIE
A modificação de superfície através de variados métodos de tratamento, sejam eles por meios físicos e/ou químicos, tem como objetivo maior o de melhorar as propiedades de osseointegração já consagradas pelos implantes usinados de Branemark desde a década de 60, e consideradas por muito tempo como padrão ouro6. Esses implantes usinados serviram, e ainda servem como referência de comparação para todos os tipos de superfícies desenvolvidas desde então, com o intuito tentar encontrar um tipo de superfície que seja o mais próximo do ideal21.
Dentre os objetivos pretendidos para essas modificações, podemos destacar
Maior retenção mecânica – através dos diferentes tipos de
presente na superfície resultante do processo de modificação, isto reflete numa maior retenção do implante imediatamente ao ato de instalação no leito ósseo, devido ao embricamento mecânico, e isto é altamente desejável, pois um dos requisitos para que ocorra a osseointegração, é que durante a fase inicial o implante fique estável e sem micromovimentos excessivos17.
Aumentar a superfície de contato osso-implante – como a
superfície do implante dentário é a área que ficará em contato direto com o tecido ósseo, é importante que se obtenha uma maior área possível, e modificações da superfície podem aumentar em nível microscópico em até duas vezes a área de superfície total16.
Com isso implantes de mesmo diâmetro e comprimento podem ter medidas de áreas de contato osso-implante diferentes, com superioridade para implantes com superfícies rugosas frente aos usinados.
Com o uso mais comum de implantes curtos para a reabilitação de áreas com altura óssea deficiente, como por exemplo a região posterior de mandíbula, uma maior área de superfície resultante do processo de modificação, compensaria o comprimento reduzido deste tipo de implante, e contribuiria para o sucesso desse tipo de terapia2.
Outro fator esperado com o aumento da área de superfície dos implantes, é que também seja aumentado o número de sítios para as células envolvidas na osseointegração se ligarem ao implante, facilitando o crescimento dos tecidos ao redor destes12.
Melhorar a estabilidade primária – A superfície rugosa proporciona
um atrito entre a superfície do implante e o tecido ósseo, resultando em maior retenção inicial devido ao embricamento mecânico, e consequentemente uma maior estabilidade primária, conseguida imediatamente ao ato de instalação do implante dentário no leito ósseo6.
Este é um fator preponderante para a utlização da técnica da carga imediata, onde a estabilidade primária conseguida às custas do embricamento mecânico, que deverá estar em torno de 35 a 45 Newtons de torque de inserção para haver o sucesso desta técnica.
O carregamento imediato do implante com uma prótese provisória, seja ela unitária ou múltipla, fará com que o implante receba cargas axiais provenientes da força mastigatória e muscular, e este implante deverá estar firmemente estável no leito ósseo para poder dissipar essas forças sem que haja micromovimentos excessivos, pois a mobilidade do implante pode resultar em prejuízo para a osseointegração, até esteja apta a ser restaurada com uma prótese definitiva14.
Maior atração e adesão celular – O mecanismo da osseointegração
depende da resposta celular do indivíduo que recebe os implantes dentários, pois estas células serão responsáveis pela formação óssea ao redor dos implantes1. A superfície do implante dentário inicialmente entra em contato direto com o coágulo e as células do sangue, ocorrendo uma adesão de proteínas sanguíneas como o fibrinogênio e plaquetas à superfície de óxido de titânio (TiO2), formando assim a rede de fibrina que adere melhor e com maior retenção às superfícies dos implantes que possuem uma topografia com maior
rugosidade. Estudos comparativos entre superfícies, demonstraram uma maior interação das plaquetas provenientes do cóagulo sanguíneo com implantes de superfície rugosa frente a implantes com superfícies usinadas2-11.
Posteriormente a formação da rede de fibrina, células osteogênicas como os osteoblastos, serão atraídas para a região e irão interagir com a camada de (TiO2) que fora modificada pelas células e proteínas do sangue, e a partir daí uma matriz óssea mineralizada será formada6.
A adesão celular depende de sítios de ancoragem na superfície dos implantes, e o tamanho das rugosidades precisa ser controlado durante o processo de tratamento de superfície, pois se as rugosidades forem muito menores que o tamanho das células, não haverá sítios de fixação adequados6, e ao contrário se forem grandes demais em comparação às células, resultará em paredes lisas onde as células também não irão encontrar sítios ideais para a biofixação, e por onde bactérias de tamanho superiores à estas células poderão se fixar na superfície dos implantes e causarem infecções aos tecidos10.
A superfície dos implantes dentários podem desta forma, direcionar o crescimento celular de acordo com sua microtopografia, onde a biofixação das células osteogênicas é dependente dos sítios de adesão para produzir o crescimento ósseo, e dar sequência até a osseointegração do implante dentário12-14.
Figura 12: osteoblasto aderido à superfície rugosa
Energia de superfície – A osseointegração depende da interação das
células com a superfície do implante, o que podemos denominar de biocompatibilidade, e para tanto é importante analisar a molhabilidade da superfície e sua influência para que isto ocorra5.
A superfície apresenta características químicas e se referem à energia de superfície e carga, uma elevação no nível de energia livre faz com que a superfície apresente uma melhor molhabilidade e maior afinidade por adsorção de átomos e moléculas estranhas. O fato disto ocorrer deve-se de que quanto maior a energia por unidade de superfície do metal, neste caso da superfície do titânio, maior são as reações entre a superfície do implante com o tecido ósseo, podendo ocorrer modificações na composição do revestimento original10.
Sendo assim, em teoria implantes que possuem uma superfície com alta energia de superfície devem apresentar valores de osseointegração superiores se comparados com implantes com superfície com baixa energia de superfície, devido a melhor adsorção de proteínas provenientes do tecido do hospedeiro5.
6 – ESTUDOS COMPARATIVOS ENTRE SUPERFÍCIES
Como já descrito anteriormente, os implantes dentários originais desenvolvidos por P.I. Branemark, eram usinados com mínima rugosidade de superfície, algo entre 0,5µ e 1,0µ, e estes implantes foram considerados como padrão ouro por muito tempo baseados em inúmeros estudos clínicos longitudinais6-21.
Porém no início da década de 90, muitos estudos experimentais demonstravam que superfícies de implantes com rugosidades em torno de 1,5µ apresentavam uma melhor resposta do tecido ósseo, quando comparados a implantes usinados6, pois até então os implantes usinados ainda eram considerados padrão ouro, e qualquer modificação na superfície dos implantes dentários teriam que comprovar uma melhoria nas propriedades já consagradas dos implantes usinados.
Klokkevold et AL (1997), realizaram um estudo comparativo com
implantes com superfície modificada por ataque ácido (HCL/H2SO4), e implantes usinados, onde observou que implantes com ataque duplo ácido requerem uma maior força média de torque de remoção, ou quatro vezes maior que os implantes usinados15.
Os valores encontrados foram de 20,50N-cm para os implantes modificados por duplo ataque ácido, e 4,95N-cm para os implantes usinados nos valores de torque de remoção, realizados em implantes instalados em fêmur de coelhos por um período de cicatrização de 3 meses21.
Buser et AL (1999), Compararam através de torque de remoção três
tipos de superfície de implantes, utilizaram para este estudo implantes jateados e com ataque ácido, implantes com pulverização de plasma (PPT), e por último implantes usinados. Foram observados8-9 diferenças estatisticamente significativas entre os dois primeiros grupos de implantes modificados, comparados com os implantes usinados, entretanto não houve diferença estatística entre os implantes jateados e com ataque ácido e os implantes com pulverização de plasma (PPT).
Os valores encontrados para torque de remoção realizados em maxilas de mini-pigs num período de cicatrização de 12 semanas foram de 1,43N-cm para implantes jateados e com ataque ácido, 1,54N-cm para implantes com pulverização de plasma, e 0,26 para implantes usinados somente.
Figura 13: testes biomecânicos dos implantes
Weng et AL (2001), Num estudo22 comparativo para avaliar o grau de
contato osso-implante (BIC), utilizou implantes com ataque ácido (Osseotite), comparados com implantes usinados (ICE), onde os mesmos foram instalados em mandíbulas de cães em áreas com qualidade óssea deficiente, por um período de 4 meses. Nos resultados das análises histológicas, foram
observados que os valores de BIC eram significamente maiores nas regiões dos implantes com ataque ácido duplo, comparados com as regiões de implantes usinados, obtendo-se um valor de contato osso-implante de 62,5% para implantes com duplo ataque ácido e 39,5% para os implantes usinados.
Cho e Park (2003), Em outro estudo11 comparativo utilizando implantes
com duplo ataque ácido e implantes usinados comprovou novamente a superioridade de torque de remoção dos implantes modificados.
Foram encontrados uma maior força média de torque de remoção de 34,7N-cm para implantes com duplo ataque ácido, frente a implantes usinados com valor de torque de remoção de 15,2N-cm, praticamente com valores duas vezes superiores. Os estudos foram realizados com implantes instalados em tíbias de coelho por um período de cicatrização de 12 semanas.
7 – DISCUSSÃO
Após a descoberta da osseointegração pelo pesquisador P.I.branemark em Gotemburgo na Suécia em 1965, as pesquisas com a utilização dos implantes dentários ficaram restritas a este país até o ano de 1982, em que finalmente o Prof. Branemark pode apresentar suas idéias para a comunidade odontológica durante a conferência de Toronto no Canadá, onde uma platéia outrora desconfiada com esse novo tipo de tratamento, aplaudiu de pé ao final da sua apresentação, constituindo um marco mundial para a implantodontia18.
No início das pesquisas os implantes desenvolvidos e utilizados por Branemark eram usinados, e eram considerados como padrão ouro devido a muitas pesquisas e estudos longitudinais6.
Porém já na década de 90, alguns pesquisadores começam desenvolver novos métodos de modificação para as superfícies com o objetivo de aumentar o embricamento mecânico entre a superfície do implante e o tecido ósseo, melhorando a estabilidade inicial, fator primordial para o sucesso da osseointegração10. Outras propriedades importantes relacionadas à superfície do implante dentário também foram pesquisadas com o intuito de melhorar o processo de osseointegração, como o aumento da área de superfície total do implante dentário, maior adesão celular à superfície e como consequência maior contato osso-implante (BIC), além de acelerar o tempo necessário para que ocorra a osseointegração16.
Estudos9-11-15-22 comparativos entre implantes com diferentes tipos de superfícies foram realizados, quase sempre tendo como referência para efeito de comparação os implantes usinados tipo Branemark, que eram considerados até então como padrão ouro devido a inúmeras pesquisas com esse tipo de implante. Para estas pesquisas9-11-15-22 eram utilizados estudos comparativos de valor de torque de remoção dos implantes, e outros analisavam o contato osso-implante (BIC), onde os implantes normalmente eram instalados no tecido ósseo de animais como coelhos, cães e suínos.
Todos os resultados destas pesquisas apontavam a superioridade dos implantes com tratamento de superfície frente aos implantes usinados, e as pesquisas foram direcionadas para o desenvolvimento de novas superfícies e novos desenhos dos implantes dentários6-10.
Alguns métodos de tratamento que se demonstravam promissores acabaram em desuso, devido a falhas ocorridas em estudos clínicos e longitudinais, como os implantes revestidos com hidroxiapatita (HA)14-21. Outros métodos porém obtiveram melhores resultados, sendo utilizados desde então na fabricação dos implantes utilizados atualmente, tais como os implantes com superfície jateada e com duplo ataque ácido (SLA), implantes anodizados, implantes com subtração ácida, implantes jateados, modificados por feixes de laser e por último as que se utilizam da nova nanotecnologia14.
7- CONCLUSÃO
A superfície do implante dentário exerce influência direta no processo de osseointegração, pois é a região responsável pelo íntimo contato entre o tecido ósseo e a camada superficial do implante, e a resposta celular depende da topografia, energia superficial, da carga e da camada de TiO2 formados na camada superficial dos implantes.
Devido a isto, desde a instalação cirúrgica no leito ósseo receptor, até o processo posterior ao do carregamento protético, a superfície do implante exerce importante papel na manutenção e sobrevida dos implantes na cavidade oral.
Inúmeras pesquisas foram realizadas com o propósito de tentar desenvolver uma superfície dos implantes dentários, que seja o mais próximo
do ideal, levando em consideração os vários aspectos biomecânicos envolvidos na osseointegração, e tentar obter uma melhor resposta tecidual.
Os estudos comparativos entre as superfícies modificadas por métodos de tratamento físicos e/ou químicos, comparados com as superfícies usinadas, demonstraram a superioridade das superfícies rugosas em muitos aspectos biomecânicos, e hoje é consenso entre a comunidade odontológica a superioridade das superfícies modificadas.
Diferentes métodos de tratamento de superfície são utilizados pela industria de implantes dentários, e todos promovem a osseointegração, embora com características diferentes.
Pesquisas para desenvolver novos métodos de tratamento de superfície estão em andamento para tentar torná-las bioativas, fazendo com que as células provenientes do tecido ósseo possam interagir de forma mais rápida com a superfície do implante dentário, de modo a tornar o processo da osseointegração mais eficiente, e em menor tempo.
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