INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
FUNORTE / SOEBRAS
JONAS FRÖHLICH SANCHES
BIOMATERIAIS SUBSTITUTOS ÓSSEOS NA
IMPLANTODONTIA.
JONAS FRÖHLICH SANCHES
BIOMATERIAIS SUBSTITUTOS ÓSSEOS NA
IMPLANTODONTIA.
Manaus, 2010
Monografia apresentada ao Programa de Especialização em Implantodontia do ICS – FUNORTE/SOEBRÁS NÚCLEO MANAUS, como parte dos requisitos para obtenção do titulo de Especialista.
ORIENTADOR: Prof. Ms. Edilbert Leito Brito
Sanches, Jonas Fröhlich.
Biomateriais substitutos ósseos na implantodontia/ Jonas Fröhlich Sanches – Orientador Prof. Ms. Edilbert Leite Brito – Manaus – ICS Instituto de Ciências da Saúde – FUNORTE/SOEBRAS – Monografia – (Especialização em Implantodontia) – Instituto de Ciências da Saúde – FUNORTE/SOEBRAS Núcleo Manaus, 2010. 49p:
1. Biomateriais 2. Substitutos ósseos 3. Enxertos 4. Biocompatibibidade
A minha esposa, dedico este trabalho por me apoiar em todas as minhas opções e ser o meu maior incentivo para as minhas conquistas. A D e u s , p
AGRADECIMENTO
Agradeço primeiramente a minha esposa, por todo o apoio e incentivo prestados para esta vitória;
Agradeço aos meus pais, por terem me dado a melhor educação, fundamental para todas as minhas conquistas;
Agradeço ao professor Edilbert Leite Brito e ao professor Johny Sasahara, por compartilharem toda a experiência e seus vastos conhecimentos, além da amizade;
Agradeço, por fim, a todos os colegas de turma, pela amizade e companheirismo durante esta jornada pelo conhecimento.
“o sacrifício é a primeira condição de toda a grandeza” A D e u s , p
RESUMO
Em implantodontia, o termo substitutos ósseos é utilizado rotineiramente para nominar biomateriais que é qualquer substância, droga, combinação de substâncias de origem natural ou sintética que pode ser usada por um período como parte do sistema tratado ou como reposição de algum tecido, órgão ou função do corpo. Os biomateriais tem sido uma ótima alternativa na implantodontia para reposição de estruturas ósseas perdidas como na manutenção do volume alveolar pós-exodôntico, contorno de rebordo, diastases, aumento em altura e espessura do processo alveolar e levantamento da membrana do seio maxilar. Podemos citar como exemplos de biomateriais: o osso liofilizado desmineralizado, osso anorgânico e vidro bioativo. Os biomateriais podem ser classificados quanto a sua origem como: autógenos, alógenos, xenógenos e sintéticos; quanto a sua reação biológica podem ser: biotolerados, bioinertes e bioatiovos; e quanto as suas propriedades biológicas podem ser: osteocondutores, osteoindutores, osteogênicos e osteopromotores. Os enxertos autógenos são considerados os enxertos tipo “padrão ouro” para regeneração tecidual guiada e enxertias ósseas, pois possuem as melhores características como material substituto ósseo.
ABSTRACT
In implantology, the term bone substitutes is used routinely to nominate biomaterials, that is any substance, drug, combination of substances of natural or synthetic origin which may be used for a period as part of treated system or as a replacement tissue, organ or body function. The biomaterials has been a great alternative in implantology for replacement of lost bone structures such as the maintenance of alveolar volume after tooth extraction, contour ridge, diastase, increasing in height and thickness of alveolar process and raising the membrane of the maxillary sinus. Examples of biomaterials can be pointed: freeze-dried demineralized bone, inorganic bone and bioactive glass. The biomaterials can be classified according to their origin as: autografts, allografts, xenograft and synthetic; as its biological reaction may be: biotolerated, bioinactive and bioactive; and as their biological properties can be: osteodrivers, osteoinducing, osteogenic and osteopromoters. Autografts are considered the kind of grafts "gold standard" for guided tissue regeneration and bone grafts, as they have the best characteristics as a bone substitute material.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1 – Osso bovino inorgânico ... 22 FIGURA 2 – Bio-Oss® reidratado em solução de tetraciclina e inserido nos
defeitos ao redor do implante ... 22 FIGURA 3 – Hidroxiapatita sintética associada ao β-tricalcio-fosfato
Gen-Phos® ... 25 FIGURA 4 – Esquema de preparação de quitina e quitosana a partir de
exoesqueleto (carapaças) de crustáceos e fungos e suas aplicações.. 27 FIGURA 5 – (a) cascas de camarão higienizadas, a matéria prima para a
obtenção da quitina e (b) as cascas já trituradas, prontas para ser desproteinizadas e desmineralizadas ... 27 FIGURA 6 – (a) quitina em pó obtida durante a aplicação da metodologia e (b)
quitosana em pó obtida a partir da quitina ... 28 FIGURA 7 – Célula mesenquimal indiferenciada (CMI) se unindo com a
RhBMP-2 ... 30 FIGURA 8 – CMI se combinando com a rhBMP-2 para se transformarem em
um pré-osteoblasto e finalmente se transformando em um osteoblasto secretor para iniciar a neoformação óssea ... 31
LISTA DE QUADROS
LISTA DE ABREVEATURAS
BMP – Proteína Óssea Morfogenética BMP-2 – Proteína Morfogenética tipo 2
rhBMP-2 – Proteína Recombinante morfogenética tipo 2 CMI – Células Mesenquimais Indiferenciadas
DFDBA – Osso Descalcificado Liofilizado FDBA – Osso Mineralizado Liofilizado HA – Hidroxiapatita
HCA – Hidroxicarbonatoapatita SUS – Sistema Único de Saúde TCP – Fosfato Tricálcio
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO………... 11 2 RETROSPECTIVA DA LITERATURA……... 13 2.1 CONCEITO DE BIOCOMPATIBILIDADE...………... 14 2.2 IMPLICAÇÕES LEGAIS...…………... 2.3 BIOMATERIAIS ... 2.4 CLASSIFICAÇÕES DOS BIOMATERIAIS ... 2.4.1 Classificação quanto a origem ... 2.4.1.1 Autólogo ou Autógeno ... 2.4.1.2 Homógeno ou Alógeno ... 2.4.1.3 Heterógeno ou Xenógeno ... 2.4.1.4 Sintético ou Aloplástico ... 2.4.2 Classificação quanto a reação biológica ... 2.4.2.1 Biotolerado ... 2.4.2.2 Bioinerte ... 2.4.2.3 Bioativo ... 2.4.3 Classificação quanto a caractarística física ... 2.4.4 Classificação quanto a propriedade biológica ... 2.4.4.1 Osteocondução ... 2.4.4.2 Osteoindução ... 2.4.4.3 Osteopromoção ... 2.4.4.4 Osteogênese ... 2.4.5 Outras classificações ... 2.5 INDICAÇÕES PARA O USO DOS BIOMATERIAIS ... 15 15 18 18 18 19 20 23 31 31 31 32 32 33 33 34 34 35 35 36 3 PROPOSIÇÃO………... 41 4 DISCUSSÃO………... 42 5 CONCLUSÃO………... 46 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ………... 471 INTRODUÇÃO
As estruturas periodontais são originadas e desenvolvidas em conjunto com o elemento dental, sendo assim, a perda do dente faz com que ocorra um processo de involução destas estruturas, devido a uma remodelação progressiva no processo alveolar, e remanescente ósseo que é acompanhada pelos tecidos moles (PINTO et al., 2004).
O tecido ósseo possui características biológicas que promovem sua regeneração espontânea quando lesionado, repondo a porção perdida (TAGA et al., 1997). Em grande parte, isto se deve a habilidade dos fatores de crescimento em direcionar as células-tronco para as vias condrogênica e osteogênica, e ao papel das forças mecânicas que estimulam a remodelação óssea (SICCA et al., 2000; CARNEIRO et al., 2005).
Há situações em que a capacidade de reparo é limitada pelo tamanho da perda óssea como aquelas causadas por trauma, patologias ou conseqüência de procedimentos cirúrgicos diversos. Nestes casos, o defeito ósseo torna-se crítico a reparação espontânea, onde se faz necessário o uso de enxertos para um correto tratamento e bom prognóstico (CARNEIRO et al., 2005).
Atualmente o número de pacientes em busca de reabilitações orais complexas, baseadas principalmente em implantes osseointegráveis aumentou muito. Devido à ausência de altura e largura óssea, freqüentemente encontradas em pacientes candidatos a esta modalidade de tratamento, e essenciais para que estes implantes possam ser corretamente instalados, várias técnicas são propostas objetivando viabilizar as condições ósseas, permitindo a ampliação das indicações da reabilitação com implantes e sua colocação em posições que favoreçam a estética e a funcionalidade (ADELL, 1981).
A utilização de diversos materiais, sintéticos ou naturais, para reparar ou substituir órgãos ou partes dos sistemas do corpo humano tem crescido muito nos últimos anos, graças ao desenvolvimento de novas tecnologias e materiais e uma melhor compreensão dos mecanismos de interação desses implantes com os tecidos biológicos. Em Implantodontia, o termo substituto ósseo é utilizado rotineiramente para nominar biomateriais que, segundo Williams (1987), é qualquer substância, droga, combinação de substâncias de origem natural ou sintética que pode ser usada por um período como parte de sistema tratado ou como reposição de algum tecido, órgão ou função do corpo. Muitos deles são uma alternativa efetiva para a substituição dos tecidos ósseos, pois não possuem riscos de transmissão de doenças ou rejeição imunológica além de apresentarem suprimento ilimitado (HALL et al., 1999).
Os Biomateriais têm-se tornado uma alternativa para a correção de defeitos ósseos como, preenchimento de alvéolos pós-exodontia, preenchimento de espaços “vazios” entre os implantes osseointegrados instalados imediatamente e as paredes
alveolares do terço cervical, para preenchimento do seio maxilar, nos procedimentos de reconstrução do rebordo alveolar total ou parcialmente perdido como conseqüência de doenças periodontais, cistos, tumores e traumatismos (CARVALHO, 2004).
2 RETROSPECTIVA DA LITERATURA
Uma das definições correntes diz que Biomateriais são materiais (sintéticos ou naturais; sólidos ou, às vezes, líquidos) utilizados em dispositivos médicos ou em contacto com sistemas biológicos (RATNER, 2004), enquanto que na definição clássica biomaterial é parte de um sistema que trata, aumenta ou substitua qualquer tecido, órgão ou função do corpo (HELMUS & TWEDEN, 1995).
Em Implantodontia, o termo substituto ósseo é utilizado rotineiramente para nominar biomateriais que são utilizados em diversas situações, tais como: para o preenchimento de defeitos ósseos, de alvéolos pós-exodontia, de espaços “vazios” entre os implantes osseointegrados instalados imediatamente e as paredes alveolares do terço cervical, para preenchimento do seio maxilar. (CARVALHO et al., 2004).
Para que o biomaterial execute sua função biológica com sucesso, o mesmo deve ser utilizado em íntimo contato com os tecidos do indivíduo e, para tanto, deve possuir características como: biocompatibilidade, previsibilidade, aplicabilidade clínica, ausência de riscos trans-operatórios e seqüelas pós-operatórias mínimas, além de aceitação pelo paciente (SERVICE, 2000).
O bom desempenho de um biomaterial está associado a um equilíbrio entre a biocompatibilidade, definida como a habilidade que um material tem de induzir no hospedeiro uma resposta adequada a uma aplicação especifica (WILLIAMS, 1987), e a capacidade deste material desempenhar a função para a qual foi projetado com a máxima eficiência, isto é, ser biofuncional (PARK & ROBINSON, 1984; WILLIAMS, 1987). Além disso, um biomaterial deve apresentar propriedades mecânicas adequadas, não deve ser tóxico nem carcinogênico, relativamente barato, reprodutível, apresentar
densidade, peso e forma adequados de acordo com sua aplicação. (DOILLON et al., 1998; KATO et al., 1989).
Artigos científicos sobre defeitos ósseos criados experimentalmente e preenchidos com biomateriais são bastante comuns na literatura. Ponto pacífico nesses artigos seria o fato de que um biomaterial ideal para implante ósseo, de origem não autógena, deve ser esterilizável, não tóxico, não induzir resposta imunológica e que possa estar disponível em quantidades suficientes. Este deve ainda ser capaz de induzir a diferenciação de células em osteoblastos, sendo ao mesmo tempo gradualmente absorvível, fornecendo um suporte condutivo para formação de um novo osso. Adicionalmente, o material deve funcionar como uma barreira mecânica para o crescimento de tecido fibroso ou invaginação de tecido muscular para dentro do defeito (AABOE et al.,1995).
2.1 CONCEITODEBIOCOMPATIBILIDADE
Para melhor compreender os diversos mecanismos de ação dos substitutos ósseos, é importante revisar o conceito de biocompatibilidade.
Williams (1986) refere-se à biocompatibilidade como sendo a habilidade do material realizar com responsabilidade apropriada uma específica aplicação. Ou seja, um material será biocompatível quando for aplicado no sistema biológico, com um determinado objetivo, sem provocar efeitos tóxicos ou injúrias.
Segundo Carvalho et al. (2004), será biocompatível um material que é introduzido em uma cavidade óssea e que, após o reparo ósseo, fica incrustado no osso neoformado. Já algumas ligas metálicas como, por exemplo, a liga de cromo-cobalto-molibdênio ou mesmo o ouro, quando utilizadas como material de implante endósseo,
apresenta após um período de reparo, uma cápsula de tecido conjuntivo ao seu redor, o que mostra que estes materiais metálicos não são biocompatíveis para a finalidade que foram utilizados. Assim, a biocompatibilidade é uma propriedade que os materiais devem apresentar para que eles possam ser utilizados em um sistema biológico, sem provocar reações adversas e nem impedir a diferenciação tecidual característica do local da implantação.
2.2 IMPLICAÇÕES LEGAIS
Segundo Garrafa (2003), o uso de biomateriais sem critérios de biossegurança estabelecidos, além de gerar problemas clínicos como o insucesso terapêutico, cria situações de conflito ético. Isso porque o paciente pode ser submetido a uma terapêutica sem o conhecimento dos riscos advindos, tanto por sua parte como do próprio profissional.
Muñoz & Fortes (1998) alertam que o paciente tem o direito moral de ser esclarecido sobre a natureza e os objetivos dos procedimentos diagnósticos, preventivos ou terapêuticos. Da mesma maneira, deve ser informado de sua invasibilidade, duração dos tratamentos, benefícios, prováveis desconfortos e possíveis riscos físicos, psíquicos, econômicos e sociais que possa ter. O profissional de saúde deve apresentar possíveis alternativas de tratamento, quando existentes. A pessoa precisa ser informada da eficácia presumida das medidas propostas, sobre as probabilidades de alteração das condições de dor, sofrimento e de suas condições patológicas, ou seja, deve ser esclarecida em tudo que possa fundamentar suas decisões.
2.3 BIOMATERIAIS
O desenvolvimento dos biomateriais, especialmente dos substitutos ósseos, é atualmente objeto de intensa pesquisa para utilização em cirurgia ortopédica, traumatológica e buco-maxilo-facial. Desta forma, com intuito de suprir as limitações conseqüentes ao uso de enxerto autógeno e/ou de bancos de osso, os biomateriais vêm sendo utilizados com perspectiva de uma reconstituição do tecido ósseo, seja no reforço de uma estrutura ou preenchimento de um defeito (GUTIERRES et al., 2006).
Na busca de desenvolver substitutos biológicos para restaurar, manter ou melhorar a função de diversos tecidos, várias estratégias tem sido utilizadas, tais como: 1) reposição com biomaterial sintético; 2) biomateriais xenógenos submetido à ligação cruzada para estabilização; 3) células presas em câmeras de difusão, microcápsulas ou que cresceram sobre substratos reabsorvíveis; 4) substâncias capazes de induzir a proliferação celular e tecidual (fatores de crescimento e morfogenes), destinadas e/ou implantadas em local adequado (SICCA et al., 2000).
Podemos citar como exemplos de biomateriais: o osso liofilizado desmineralizado, osso anorgânico e vidro bioativo. Segundo Carvalho et al. (2004), deve-se ressaltar que estes biomateriais devem ter indicações precisas e não se deve exigir uma demanda biológica irreal como, por exemplo, a neoformação óssea a partir deles. Sabe-se que a neoformação óssea é um processo biológico que acontece, unicamente, às expensas da atividade osteoblástica e a qualidade do tecido ósseo neoformado quando da presença destes biomateriais, chamados de substitutos ósseos, não é igual para todos e depende do material, sua origem, das condições clínicas do local receptor e do domínio das indicações e de técnica cirúrgica.
Atualmente tem-se observado diversos trabalhos sobre o estudo da reparação óssea, utilizando os mais diversos biomateriais, tais como: polímero de mamona (JACQUES et al., 2004; LAUREANO FILHO et al., 2007), hidroxiapatita sintética (SOCCOL et al., 2006), β-tricálcio fosfato (FROTA, 2006), osso bovino orgânico (MARINS et al., 2004; PINHEIRO et al., 2003) e inorgânico (PINHEIRO et al., 2003; LIMEIRA JÚNIOR et al., 2003; ZAMBUZZI et al., 2006).
Os derivados inorgânicos sintéticos como a hidroxiapatita e fosfato tricálcio, têm recebido grande atenção como materiais de preenchimento, espaçadores e substitutos para os enxertos ósseos, principalmente devido a sua biocompatibilidade, bioatividade e características de osteocondução em relação ao tecido hospedeiro (SICCA et al., 2000; MOREIRA et al., 2003).
O papel de carreador dos fatores de indução óssea pode ser desempenhado pelo osso bovino cortical ou medular, macro ou microgranular, desproteinizado. Além de fornecerem uma estrutura de suporte e osteocondução, podem prover também um alto conteúdo de cálcio e fósforo, essenciais para a neoformação do tecido ósseo (SICCA et al., 2000; ZAMBUZZI et al., 2006).
Mais recentemente, muitos pesquisadores demonstraram interesse na pesquisa de novos materiais que possam substituir osso perdido e permitir função semelhante. Entre estes destacamos especialmente os biopolímeros naturais, em particular a quitosana (PARK et al., 2003).
Segundo Carvalho et al. (2004), os biomateriais devem possuir as seguintes propriedades:
1. Não induzir à formação de trombos como resultado do contato entre o sangue e o
biomaterial;
3. Não ser tóxico;
4. Não ser carcinogênico;
5. Não perturbar o fluxo sangüíneo.
6. Não produzir resposta inflamatória aguda ou crônica que impeça a diferenciação
própria dos tecidos adjacentes.
2.4 CLASSIFICAÇÕES DOS BIOMATERIAIS
2.4.1 Classificação quanto a origem
Com relação à origem, os biomateriais são classificados em sintéticos e naturais (RAWLINGS, 1993). No caso dos materiais sintéticos são utilizados materiais como polímeros, metais, cerâmicas, e mais recentemente materiais compostos. Os de origem natural ainda podem ser classificados como autógenos, quando o tecido utilizado é proveniente de áreas doadoras do próprio indivíduo; alógenos ou homógenos, quando o doador é da mesma espécie que o receptor; heterógenos ou xenógenos, quando o material utilizado é originário de uma espécie diferente do receptor (bovino) (RAWLINGS, 1993; MELLONIG, 1998; WILLIAMS, 1987).
A utilização de biomateriais sintéticos ou naturais como substitutos do tecido ósseo em contato com roscas de implantes expostas, assim como para preenchimento de defeitos ósseos, tem demonstrado, histologicamente, resultados satisfatórios (CANCIAN et al., 2004; BLOCK & KENT, 1997).
Marx & Saunders (1986) relatam que dentre os materiais biológicos os enxertos de origem autógena (do mesmo indivíduo) são os que apresentam melhor previsibilidade de regeneração óssea. Além de ser um material orgânico, seu emprego é fundamentado, principalmente, no conceito de osteogênese, onde células vivas são transplantadas para a região receptora junto com a matriz óssea autógena.
Há um consenso de que o enxerto autógeno é o “padrão ouro” dentre os
materiais de enxertos devido às propriedades osteocondutoras, osteoindutoras e osteogênicas (TRIPLETT & SCHOW, 1996).
Os enxertos autógenos têm sido utilizados com índice de sucesso considerável, sendo que enxertos cortico-medulares apresentam alto potencial osteoindutor. Este tipo de material pode apresentar propriedades osteoindutoras pela presença da BMP (BOYNE et al., 1997). Tais propriedades conferem ao enxerto ósseo autógeno papel fundamental na formação de osso adequado para receber implantes (BOYNE & JAMES, 1980; SMILER et al., 1992; SMILER, 1993; WHEELER et al., 1998).
Os materiais de enxertos autógenos são frequentemente preferidos pelo fato de serem biocompatíveis, não apresentam potencial imunogênico e, por serem provenientes do próprio paciente, não oferecem risco de transmissão de doenças, além do grande potencial osteogênico das células transplantadas (TOTH et al., 1995). Entretanto, sua aplicação está limitada a cada caso em particular, ao estado do paciente, à localização e ao tamanho do defeito. Além disso, apresentam inconvenientes que limitam seu uso na prática clínica exigindo, em alguns casos, procedimentos em ambiente hospitalar, aumento do tempo e custo cirúrgico, a necessidade de outro sítio cirúrgico intra ou extrabucal tornando esses procedimentos cirúrgicos mais invasivos e aumentando a morbidade e o desconforto para o paciente, além de alguma resistência por parte dos pacientes (BAGANBISA et al., 1990; SCHIMITT, et al., 1997).
2.4.1.2 Homógeno ou Alógeno
Os biomateriais homógenos são obtidos de indivíduos de espécie semelhante ao receptor. Os implantes homógenos são os materiais que mais se aproximam dos enxertos autógenos (LYNCH et al., 1999; OKAMOTO et al., 1994).
São enxertos transplantados entre indivíduos de mesma espécie, porém geneticamente diferentes. O tecido é obtido de osso humano, processado e estocado sob várias formas e tamanhos, em bancos de ossos para uso futuro (BUCK, 1994).
Os aloenxertos são utilizados na tentativa de estimular a formação óssea em defeitos ósseos eliminando a agressão cirúrgica adicional associada ao uso de enxertos autógenos. No entanto, o uso de aloenxertos envolve um certo risco com relação a antigenicidade, muito embora sejam, usualmente, pré-tratados por congelamento, radiação ou agentes químicos, visando evitar reação de corpo estranho (LINDHE et al., 2005; OGATA et al., 2006).
Os enxertos homógenos podem ser comercializados nas formas de osso trabecular de ilíaco congelado, enxertos de osso mineralizado liofilizado (FDBA) e enxertos de osso descalcificado liofilizado (DFDBA). Essas biomateriais atuam por diferentes mecanismos (GARG, 1999). O osso transplantado induz uma resposta imune o hospedeiro, sendo que os enxertos alógenos congelados são considerados os mais antigênicos e, por isso, são pouco utilizados (MISCH, 2000).
2.4.1.3 Heterógeno ou Xenógeno
Os enxertos xenógenos são obtidos de doadores de outra espécie sendo, mais comumente, abtidos de bovinos e, eventualmente, de suínos e caprinos (BAUER, 2000;
FONSECA, 1997) e são produzidos apartir da porção inorgânica do tecido ósseo, de origem animal e classificados como osteocondutores (MISCH, 2000). A matriz inorgânica do osso bovino é produzida apartir de osso cortical e esponjoso e contêm apatita carbonatada com composição química, porosidade e estruturas cristalinas compatíveis com o tecido ósseo humano. Segundo Tadjoedin et al. (2003), esse material é altamente osteocondutivo e, química e fisicamente semelhante ao osso humano.
O enxerto xenógeno é uma alternativa ao osso autógeno, pois elimina os riscos cirúrgicos e a possibilidade de infecção, além de poder ser obtido a partir de fontes, virtualmente inesgotáveis (bovino), apresentando resultados previsíveis quando os princípios cirúrgicos, como ambiente estéril e manipulação correta, conforme orintações do fabricante são levadas em consideração. As desvantagens da utilização dos enxertos de origem bovina incluem a possibilidade de transmissão de doenças e a reação imune do hospedeiro ao material enxertado, em casos onde o enxerto apresente remanescentes de matriz orgânica, o que diminui a aceitação da utilização desses materiais pelos pacientes e pelos profissionais (CALLAN & ROHRER, 1993).
Os materiais xenógenos vêm sendo pesquisados como biomateriais desde os anos 60, incluindo ensaios clínicos para o preenchimento de defeitos ósseos (MELCHER & DENT, 1962; SCOOP et al., 1966).
Segundo Carneiro et al. (2005), o advento de novos biomateriais xenógenos, como o osso bovino que se comporta como promotor da reparação e carreador de fatores de indução óssea, parece representar o futuro da reconstrução de defeitos ósseos. Entretanto, há uma preocupação constante com a apresentação destes biomateriais, tais como: forma e tamanho. O papel de carreador dos fatores de indução óssea potencialmente pode ser desempenhado pelo osso bovino medular ou cortical, macro ou microgranular, desproteinizado ou desmineralizado.
O processamento do osso bovino pode resultar em dois tipos distintos de material: o inorgânico e o orgânico. O osso bovino inorgânico é livre de proteínas e células, e está caracterizado pelo elevado conteúdo de hidroxiapatita. A desproteinização é obtida através de tratamento térmico a temperaturas superiores a 3000C, mas quanto mais alta a temperatura, menor a possibilidade de bioabsorção do material. Por outro lado, o tratamento com solventes orgânicos, álcalis e ácidos com concentração e temperatura controlada leva à remoção de células, detritos celularese várias proteínas não colágenas, bem como a porção mineral, deixando um arcabouço protéico constituído basicamente de colágeno tipo I e pequena quantidade de fatores de crescimento, como a proteína morfogenética óssea. O osso bovino orgânico, adequadamente processado e desmineralizado, proporciona um material de enxerto poroso constituído principalmente de colágeno bovino tipo I, que apresenta grande homologia com o colágeno humano. Possui, ainda, traços de fatores de crescimento que podem estimular a osteogênese (SANADA et al., 2003).
FIGURA 2 – Bio-Oss® reidratado em solução de tetraciclina e inserido nos defeitos ao redor do implante. (SCHWARZ et al., 2006).
2.4.1.4 Sintético ou Aloplástico
Os biomateriais sintéticos ou aloplásticos podem ser de natureza metálica, cerâmica ou plástica. Esses materiais sintéticos são denominados como materiais de implante. Entretanto, esses implantes, em sua maioria, desempenham um papel fundamental no preenchimento dos espaços apresentados pelos defeitos ósseos, sem haver uma incorporação fisiológica (OKAMOTO, 1994).
Biomateriais metálicos são aqueles que apresentam, quando na forma sólida, ligações metálicas em sua composição. Já os cerâmicos são aqueles obtidos pelo cozimento ou queima de minerais não metálicos, enquanto que os poliméricos seriam compostos formados pela combinação de unidades menores, unidas por ligações covalentes, formando macromoléculas, tais como a quitosana (WILLIAMS, 1987).
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).
Dalapícula (2006) sustenta que a utilização de biomateriais sintéticos para substituição ou aumento dos tecidos biológicos sempre foi uma preocupação na área da saúde. Para suprir essa demanda, são confeccionados diversos biomateriais a partir de metais, cerâmicas, polímeros e, mais recentemente, compósitos.
De acordo com Gutierres et al. (2006), 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).
Segundo Stephan (1999), pesquisas têm mostrado que os biomateriais cerâmicos a base de fosfato de cálcio são seguros e efetivos para uma variedade de aplicações clínicas. As hidroxiapatitas de origem sintética e natural, o tricálciofosfato e as cerâmicas de vidro bioativo têm recebido maior atenção dos pesquisadores como biomateriais de substituição óssea.
Três parâmetros são utilizados para estimar o comportamento de degradação das biocerâmicas: área de superfície, cristalinidade e substituição do carbonato (MONTEIRO et al., 2003). Um biomaterial cristalino possui uma organização atômica
bem definida, ao contrário de um material amorfo, que apresenta um formato de cristal irregular. A cristalinidade é uma propriedade que altera o índice de dissolução do biomaterial é dependente da temperatura de sinterização, com o aumento da temperatura, mais perfeita a forma do cristal e com isso menor o grau de degradação (CONZ et al., 2005). Quanto menos cristalino for o biomaterial, mais rápida será sua degradação e reabsorção (GROOT, 1983; DUCHEYNE & LEMONS, 1998; LEGEROS, 1988; WANG, 1996).
Fosfatos de cálcio (CaP) ou cerâmicas fosfo-cálcicas (como denominadas pelo SUS) como a hidroxiapatita (HA) são boas opções ao uso de osso autólogo, materiais provenientes de banco de ossos e, principalmente, ao uso de enxertos de origem animal, que sofrem restrição em função do tecido animal e da região de onde provém o animal (ANVISA, 2002). 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).
Segundo Conz et al. (2005), 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 conhecida e estudada. Nas áreas médica e odontológica, o termo “hidroxiapatita” é muitas vezes usado para descrever os materiais
de fosfato de cálcio. Geralmente, estas biocerâmicas são aceitas como osteocondutoras e não osteoindutoras.
Soccol (2006) relata que 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.
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 et al., 2000).
FIGURA 3 - hidroxiapatita sintética associada aoβ-tricalcio-fosfato Gen-Phos® (CATÁLOGO GENIUS®, 2009).
Recentemente, pesquisadores têm mostrado interesse em novos materiais que favoreçam a formação óssea, especialmente os biopolímeros naturais, em particular a quitosana, um biopolímero hidrofílico obtido a partir da quitina, que parece apresentar potencial na reparação de defeitos ósseos (PARK et al., 2003).
A quitina é proveniente principalmente de carapaças de crustáceos, sendo também encontrada em insetos, molúscos e na parede celular de fungos. No entanto, toda a quitina comercialmente produzida é obtida dos resíduos das indústrias de processamento de crustáceos enquanto alimento. A quitosana é um polissacarídeo originado a partir da reação de destilação parcial de quitina, geralmente por tratamento alcalino, podendo ocorrer também naturalmente em alguns fungos (CHEN et al., 2005). Este material pode ser apresentado na forma de gel, pasta, membranas e em diferentes granulações do pó da quitosana, e passou-se a avaliar a possibilidade de sua utilização em sítios cirúrgicos ou em terapia periodontal não cirúrgica (GERENTES, 2002).
Figura 4 - Esquema de preparação de quitina e quitosana a partir de exoesqueleto (carapaças) de crustáceos e fungos e suas aplicações (THARANATHAN, 2007).
FIGURA 5 - (a) cascas de camarão higienizadas, a matéria prima para a obtenção da quitina e (b) as cascas já trituradas, prontas para ser desproteinizadas e desmineralizadas (NETO, 2008).
FIGURA 6 - (a) quitina em pó obtida durante a aplicação da metodologia e (b) quitosana em pó obtida a partir da quitina (NETO, 2008).
Park et al. (2003) realizaram um estudo histológico em cães Beagle, para analisar o efeito da quitosana na regeneração de defeitos intra-ósseos (4 x 4mm), cirurgicamente criados. Os três grupos testados foram: grupo controle cirúrgico, no qual foi realizado apenas o retalho, grupo controle tampão, no qual a solução tampão fosfatada foi adicionada a uma esponja de colágeno, e o último grupo foi tratado com quitosana também em esponja de colágeno. O grupo que melhor manteve a migração apical de um epitélio juncional longo, e que teve maior regeneração de cemento e ainda maior quantidade de regeneração óssea alveolar foi o grupo quitosana. Não houve
A B
diferença estatística significante entre os grupos quando se avaliou a extensão da adesão dos tecidos do ligamento.
O biovidro ou vidro bioativo, é um material composto de sais de Cálcio e de Sódio, fosfato e dióxido de sílica. Em sua forma sólida tem sido usado em odontologia após exodontias e para manutenção de rebordo alveolar (DUCHEYNE, 1987; FROUN et al., 1998). Existem formas de Biovidros disponíveis no mercado, que são descritos na literatura como material sintético reabsorvível utilizado para tratamento de defeitos intraósseos decorrentes da doença periodontal bem como de defeitos resultantes de exodontias ou necessidade de aumento do rebordo alveolar, constituído de grânulos de vidro bioativo com diâmetro variando entre 300-355μm (SCHEPERS et al., 1993) ou 90 a 710 μm, que se transformam em câmaras de Fosfato de Cálcio onde irá ocorrer a
formação óssea (WHEELER et al., 1998). Quando em contato com fluidos tissulares, o vidro bioativo desencadeia uma série de reações químicas, resultando na formação de Hidroxicarbonatoapatita (HCA) na superfície das partículas. Proteínas orgânicas como Sulfato de Condroitina e Glicosaminoglicanas incorporam-se à câmaras de Hidroxicarbonatoapatita (HCA), e os osteoblastos e constituintes orgânicos são atraídos por tais câmaras, levando à mineralização do tecido ósseo. A velocidade de crescimento ósseo ao redor do material tem se mostrado rápida, com osso neoformado denso (ANDEREG et al., 1999; WILSON et al., 1981).
Sendo assim, pode-se dizer que os vidros bioativos apresentam propriedades osteocondutoras, ou seja, servem como arcabouço para as células formadoras de tecido ósseo (SCHEPERS et al., 1993).
Os biovidros comercializados mais comuns são o PerioGlass® e Biogran® (SiO2;NaO/P2O5+CaO).
A ciência vem buscando, cada vez mais, uma alternativa mais efetiva e de menor morbidade na reconstrução de estruturas ósseas perdidas. Em 1965 foi isolada por Urist a Proteína Óssea Morfogenética (BMP), substância capaz de induzir a transformação das células mesenquimais indiferenciadas ou, também chamadas de células totipotentes em osteoblastos secretores com intuito da realizar a neoformação óssea. As BMPs são fundamentais para a reparação das fraturas e durante o desenvolvimento do esqueleto ósseo. Também se atribui à essa proteína a capacidade osteoindutiva do enxerto de osso autógeno e ao enxerto de matriz óssea desmineralizada do osso homógeno. Ela possui essa capacidade por se unir a específicos receptores das Células Mesenquimais Indiferenciadas (CMI) e transformá-las em células ósseo formadoras, essas proteínas são em número de mais de vinte diferentes tipos, mas apenas três , que são as de número 2, 6 e 9, têm comprovadamente a capacidade de induzir a migração, a proliferação e a diferenciação de CMI em osteoblastos secretores e formar osso. Através de um intenso trabalho de pesquisa na engenharia genética, conseguiram isolar a principal proteína para a regeneração óssea, a morfogenética tipo 2 (BMP-2), e derivaram sinteticamente esse componente (rhBMP-2), também chamada proteína recombinante morfogenética tipo 2. Esta tem um grande potencial osteogênico, basicamente ela induz as células mesenquimais pluripotenciais, com capacidade para se diferenciarem em células produtoras de tecido ósseo, chamados de osteoblastos secretores. São também agentes osteoindutores, sendo produzidas no interior de diferentes células e estocadas em elementos como plaquetas. Também podem ser considerados como agentes osseocondutores, pois propor-cionam um arcabouço para o crescimento ósseo, sendo progressivamente substituídos pelo osso. Para que ela funcione no rebordo alveolar, devido à ação deletéria das próteses muco-suportadas, deve haver a presença de uma proteção mecânica. A qual pode ser ou através de
membranas com reforço de titânio, ou através de placas de titânio, ou até mesmo através de telas desse mesmo material (ZÉTOLA et al., 2010).
FIGURA 7 – Célula mesenquimal indiferenciada (CMI) se unindo com a RhBMP-2 (ZÉTOLA et al., 2010).
FIGURA 8 – CMI se combinando com a rhBMP-2 para se transformarem em um pré-osteoblasto e finalmente se transformando em um osteoblasto secretor para iniciar a neoformação óssea (ZÉTOLA et
al., 2010).
2.4.2 Classificação quanto a reação biológica
É um material caracterizado pela presença de tecido conjuntivo fibroso entre o implante e o tecido ósseo (CARVALHO et al., 2004). Esses materiais não estabelecem um contato direto com os tecidos adjacentes, sendo isolados por meio da formação de uma camada envoltória de tecido fibroso. A formação desse tecido fibroso é interpretada como uma resposta do tecido ao material, que estimula as células adjacentes a sintetizar, secretar e manter um tecido conjuntivo na interface (KIESWETTER et al., 1996).
2.4.2.2 Bioinerte
Material caracterizado por uma neoformação óssea de contato, ou seja, estabelecem contato direto com o tecido ósseo cirundante (não há reação entre o leito e o implante). São materiais menos susceptíveis a causar uma reação biológica adversa devido a sua estabilidade química em comparação com outros materiais (CARVALHO et al., 2004; KOHN & DUCHEYNE, 1992).
2.4.2.3 Bioativo
Material caracterizado por induzir uma reação físico-química entre o implante e o osso. É o resultado de uma adaptação química e microestrutural com o tecido ósseo (CARVALHO et al., 2004). Como as cerâmicas de fosfato de cálcio e os vidros bioativos, não só estabelecem contato direto, como também interagem com os tecidos vizinhos estimulando a proliferação de células, a síntese de produtos específicos e a adesão celular (KIRKPATRIC, 1990).
O termo bioatividade foi usado primeiro para descrever a habilidade que certas composições de vidros, desenvolvidos no fim da década de 60 e início da de 70, têm de se ligarem ao tecido ósseo circundante ao biomaterial, induzindo a formação de uma camada de hidroxiapatita (HA) em sua superfície (DUCHEYNE, 1998). Sabe-se que outros materiais cerâmicos como a HA sintética, o fosfato tricálcio sintetizado a algumas vitro-cerâmicas também podem ser bioativos sob certas condições de síntese (KOKUBO, 1991).
2.4.3 Classificação quanto a característica física
Os biomateriais podem ser inorgânicos ou mineralizados quando, por meio de processo químico, os componentes orgânicos são removidos e a matriz inorgânica é preparada na forma de grânulos com dimensões variadas (NOVAES, 2000), desmineralizados quando, por meio de processo químico, os componentes inorgânicos e celulares são removidos permanecendo os componentes da matriz extracelular, podendo ou não incluir as BMPs ou frescos quando o material é obtido e utilizado sem nenhum tipo de processamento (GARG, 1999).
2.4.4 Classificação quanto a propriedade biológica
Os biomateriais podem também ser classificados de acordo com seu mecanismo de ação em osteogênicos, osteoindutores, osteopromotores e osteocondutores. Mudanças tecnológicas na produção dos biomateriais e na obtenção dos substitutos ósseos são responsáveis por conferir a estes materiais características de osteoindução,
osteocondução ou osteogênese, e estes fatores são o grande foco atual da bioengenharia (CARVALHO et al., 2004).
2.4.4.1 Osteocondução
É a habilidade para suportar o crescimento ósseo ao longo de uma superfície de contato. A capacidade osteocondutora é atribuída ao material, geralmente inorgânico, que orienta a proliferação celular, permitindo a aposição de tecido ósseo originado de células osteoprogenitoras já existentes (SANADA et al., 2003). A osteocondução refere-se a capacidade do biomaterial em conduzir o derefere-senvolvimento de novo tecido ósrefere-seo através de sua matriz de suporte (arcabouço). A matriz deve ser reabsorvida e simultaneamente substituída pelo tecido ósseo. Assim, os materiais osteocondutores são biocompatíveis e formam um arcabouço para deposição e proliferação celular com atividade osteoblástica. Se um material osteocondutor for inserido em um local ectópico (não ósseo), isto é, subcutâneo, ele não estimula neoformação óssea, ao contrário os materiais permanecem relativamente inalterados encapsulados ou reabsorvem. Os materiais osteocondutores mais comuns usados na Implantodontia são os aloplásticos e os heterógenos (CARVALHO et al., 2004).
2.4.4.2 Osteoindução
É a habilidade para induzir células mesenquimais indiferenciadas a se diferenciarem em osteoblastos (SANADA et al., 2003). O processo de osteoindução envolve a formação de novo osso a partir das células osteoprogenitoras do leito
receptor, derivadas das células mesenquimais indiferenciadas, que se diferenciam sob a influência de um ou mais agentes indutores. Os materiais homógenos e os autógenos são os agentes osteoindutores mais usados em Implantodontia, embora o plasma rico em plaquetas e os fatores de crescimento recombinates também possuam propriedade osteoindutora (CARVALHO et al., 2004).
O osso liofilizado desmineralizado apresenta diferenças no potencial de osteoindução conforme o método de obtenção, tempo de retirada do osso após morte do doador, temperatura de armazenamento, tamanho de partícula e idade do doador (SCHWARTZ et al., 1996). No entanto, mais recentemente, tem sido questionada a função osteoindutora da maioria dos substitutos ósseos (LI et al., 2000).
2.4.4.3 Osteopromoção
É a habilidade para atuar separando células com características distintas, como fibroblastos e osteoblastos. Na regeneração tecidual guiada os materiais osteopromotores buscam impedir que fibroblastos proliferem para dentro da região do defeito ósseo em detrimento dos osteoblastos que proliferam mais lentamente (SANADA et al., 2003). É caracterizado pelo uso de meios físicos (membranas ou barreiras) que promovem o isolamento anatômico de um local, permitindo a seleção e proliferação de um grupo de células, predominantemente osteoblastos, a partir do leito receptor e simultaneamente impedem a ação de fatores concorrentes inibitórios ao processo de regeneração. Nesta técnica é imperioso que haja um espaço biológico entre a barreira ou membrana e o defeito ósseo (CARVALHO et al., 2004).
A regeneração óssea guiada é a técnica que usa a osteopromoção como princípio biológico. Está indicada para a regeneração óssea em alvéolos frescos; defeitos ósseos
que tenham paredes ósseas remanescentes; para promover a neoformação óssea ao redor de implantes instalados imediatamente após a exodontia; ou para corrigir perda óssea (periimplantar) que ocorreram após a osseointegração (NOVAES et al., 2002).
2.4.4.4 Osteogênese
É a habilidade para estimular a formação de osso diretamente a partir de osteoblastos, o que é feito geralmente por materiais orgânicos. Osteogênese é o processo pelo qual células ósseas vivas são enxertadas em um leito receptor e permanecem com a capacidade de formação de novo tecido ósseo (SICCA et al., 2000; CARVALHO et al., 2004).
O osso autógeno é o único biomaterial disponível com propriedade osteogênica. A sua forma mais eficaz é o osso esponjoso, que contém a maior concentração de células ósseas. O novo osso é regenerado pelos osteoblastos endósseos e pelas células que se originam na medula transferidas junto ao enxerto (MELLONIG et al., 1998).
2.4.5 Outras classificações
Os biomateriais podem ainda ser classificados como bioestáveis (permanentes, utilizados na substituição por tempo indeterminado, de um tecido lesado, devendo possuir características mecânicas e físico-químicas compatíveis com tal função) e bioabsorvíveis (temporários, substituindo tecidos que necessitam de um suporte que preencha apenas temporariamente a região lesada, até que a recomposição tecidual se concretize, ou ainda que direcione o processo regenerativo (TORMALA, 1998).
HA (Osteosynt) Bio-Oss Osso desmineralizado Vidro bioativo Osso autógeno Membrana
Quanto a origem
Autógena X
Homógena X
Heterógena X
Aloplástica X X X
Quanto a reação Biológica
Biotolerado
Bioinerte X X X X X
Bioativo
Quanto a característica física
Fresco X
Inorgânico ou mineral X X X
Desmineralizado X
Quanto a propriedade biológica
Osteocondutor X X X X X
Osteoindutor X
Osteogenético X
Osteopromotor X
QUADRO 1 – Classificação dos biomateriais (CARVALHO et al., 2004).
2.5 INDICAÇÕES PARA O USO DOS BIOMATERIAIS
Em Implantodontia, a preocupação do profissional no ato da exodontia, é avaliar a possibilidade de instalar implantes imediatos e, com isso, evitar a perda óssea em volume do alvéolo. No entanto, é de conhecimento corrente que o implante, para ter previsibilidade de sucesso, deve ter estabilidade inicial que é conferida pela quantidade e qualidade óssea na região e pelo desenho do implante. Quando não é possível instalar implantes imediatamente após a exodontia, o processo alveolar, dependendo da espessura da tábua óssea vestibular, pode reabsorver e, como conseqüência, apresentar depressão na superfície vestibular, o que implicaria a necessidade de enxertos ósseos autógenos em bloco (CARVALHO et al., 2004).
Na maxila anterior há perda de 25% de volume ósseo no primeiro ano e de 40 a 60% de espessura até o terceiro ano pós-exondontia (CARLSSON et al., 1967). Já na região posterior, há perda óssea alveolar de 50% no mesmo período; no entanto, devese considerar que o volume inicial da maxila posterior é duas vezes maior do que a maxila anterior (MISCH, 2000).
Ulm et al. (1992), ao avaliarem a redução do osso compacto e do osso esponjoso em mandíbulas desdentadas, citam que a mandíbula perde 60% da sua substância óssea original e que a maior redução ocorre na área do 2o pré-molar e 1o molar inferior. Assim, a conseqüência de uma exodontia torna-se preocupante para o implantodontista que deve utilizar técnicas que possibilitem a manutenção do volume do processo alveolar e instalação de implante posteriormente. A regeneração óssea guiada é uma técnica a ser utilizada nestes casos, e se houver estrutura óssea que suporte a membrana mantendo o espaço biológico não há necessidade de utilizar biomateriais no alvéolo. Caso não haja esta condição, pode-se utilizar osso desmineralizado (de origem homógena ou heterógena), vidro bioativo ou osso autógeno em partículas para evitar que a membrana colabe e perca o espaço biológico. No caso de haver tábua óssea vestibular delgada, muito comum na maxila anterior, pode-se preencher o alvéolo com osso desminerizado, vidro bioativo ou osso autógeno em partículas. Sugere-se que os implantes devam ser instalados 120 dias após o preenchimento do alvéolo. E quando utilizar o vidro bioativo, o período de reparo alveolar deve ser, no mínimo, de 180 dias.
Existem casos, considerados limítrofes para instalação dos implantes, em que o tecido ósseo remanescente é suficiente para estabilizar o implante; no entanto, há deficiência de contorno de rebordo vestibular, o que provoca, no momento da instalação do implante, fenestração parcial da tábua óssea vestibular. Nestes casos, os biomateriais podem ser utilizados com o objetivo de melhorar o contorno do rebordo e, como
conseqüência, a harmonia da prótese considerando as dimensões dos dentes e o volume gengival. Os materiais mais indicados nestes casos são os inorgânicos (hidroxiapatita sintética ou de origem homógena ou heterógena) que mantêm o volume e não são reabsorvidos. Quando houver a utilização destes biomateriais deve-se usar as membranas para proteger a área e evitar que haja deslocamento do biomaterial. Nestes casos, não se espera neoformação óssea na área que recebeu o material. O importante é que haja manutenção do contorno do rebordo sem exposição do biomaterial, que é a contaminação e, como conseqüência, o fracasso do procedimento cirúrgico. Pode-se, ainda, utilizar o osso autógeno em forma de partículas o que seria, biologicamente, mais favorável. Para evitar a complicação de exposição do material, o paciente deverá ser bem selecionado e apresentar tecido gengival espesso e queratinizado. Clinicamente, no momento da reabertura dos implantes, observa-se parte do material junto ao tecido gengival e parte dele constituindo uma massa mineralizada aderida ao osso. Para este procedimento, deve-se evitar o uso de materiais desmineralizados e vidros bioativos (CARVALHO et al., 2004).
Quando se instalam implantes imediatamente após as exodontias, entre as paredes ósseas alveolares do terço cervical e o implante permanece um espaço que se denomina diastase. Este espaço é preenchido por coágulo, mas pode ser protegido com membrana com ou sem o preenchimento de espaço com biomateriais. Como os biomateriais, nestes casos, ficam aprisionados pelas paredes ósseas, pode-se utilizar tanto os materiais desmineralizados, mineralizados, vidro bioativo ou osso autógeno particulado. O que se pretende com este procedimento é o preenchimento do espaço por osso neoformado. No entanto, há dúvidas se ocorre neste espaço o fenômeno da osseointegração (CARVALHO et al., 2004).
No caso de processos alveolares atróficos em espessura e/ou altura, os blocos ósseos autógenos estão indicados e há contra-indicação para o uso de materiais homógenos, heterógenos ou aloplásticos. Pode-se obter osso da crista do ilíaco, calota craniana, mento ou linha obliqua, e a seleção da área doadora depende da relação cortiço medular e da quantidade de osso que será necessária para a reconstrução. Sugere-se que para as reconstruções totais sejam indicadas crista do ilíaco e a calota craniana. Quando a reconstrução engloba altura e espessura simultaneamente, a crista do ilíaco é mais indicada. Já para as reconstruções parciais, com perdas individuais ou para dois elementos dentários, a linha oblíqua pode ser indicada e, em até quatro elementos, o mento seria a indicação mais precisa (CARVALHO et al., 2004).
O Brasil apresenta um número enorme de pessoas edentulas. As pessoas que apresentam ausências dentárias sofrem o processo de pneumatização de seio maxilar podendo atingir grandes volumes (BERGH et al., 2000).
A reabilitação é necessária nestes indivíduos, entretanto técnicas reabilitacionais de elevação de seio maxilar podem permitir a colocação de implantes (BOYNE & JAMES, 1980; TATUM, 1986), com enxerto ósseo autógeno “próprio paciente” e
auxílio de biomateriais com excelentes resultados. A utilização de enxertos pode ser benéficas com a técnica de sinus lifting, evitando obtenção de osso autólogo de crista de osso ilíaco, que necessita de internação e cirurgia geral.
A utilização de biomateriais em cirurgias de enxertos de elevação de seio maxilar vem sendo utilizadas com freqüência, sendo que sucessos convincentes foram demonstrados com esses materiais conforme (YILDIRIM et al., 2000; TADJOEDIN et al., 2003).
Para evitar a perda do volume inicial conseguido imediatamente após o enxerto, os autores recomendam a utilização de materiais mineralizados como hidroxiapatitas
naturais ou heterógenos que ofereceriam um arcabouço para o enxerto autógeno e a manutenção da altura.
Existem relatos do uso de diversos biomateriais para o levantamento da membrana do seio maxilar tais como: osso desmineralizado, hidroxiapatita. vidro bioativo em associação com osso autógeno ou mesmo PRP; no entanto, estes trabalhos constituem-se relatos de casos clínicos, alguns com análiconstituem-se histológica, mas carecendo de grupos de estudos comparativos. Assim, o material mais indicado para este procedimento é osso autógeno particulado (com partículas de 0,5 a 2 mm3 de dimensão) associado à hidroxiapatita natural ou sintética ou vidro bioativo (CARVALHO et al., 2004).
3 PROPOSIÇÃO
O presente trabalho se propõe a revisar a literatura sobre os biomateriais utilizados em enxertias ósseas, enfatizando suas principais classificações e exemplificando os biomateriais mais utilizados na atualidade na implantodontia.
4 DISCUSSÃO
Existe um quase consenso entre os profissionais de odontologia que os produtos importados são melhores, mas falta embasamento científico para apoiar essa opinião. A quantidade de marcas comerciais é muito grande e as características apontadas pelo fabricante (nacional ou estrangeiro), nem sempre confirmadas em testes laboratoriais (CONZ et al., 2005).
Apesar das vantagens e das desvantagens de enxertos de osso ilíaco como a morbidade local no período pós-operatório, cuidados locais tanto da região maxilar ou mandibular enxertada e no local doador, acabando a inviabilizar essa técnica de procedimento cirúrgico, sendo que, um número cada vez mais crescente e gradualmente de outros biomateriais vêm sendo usados no processo de reabilitação com enxertos em implantodontia (BOYNE & JAMES, 1980; TATUM, 1986).
Atualmente se considera que a biocompatibilidade e a capacidade de osseointegração não são propriedades exclusivas da composição química dos biomateriais, mas dependem também de suas características físicas (BOSS et al., 1995). Propriedades como a forma e o tamanho das partículas, presença de poros, suas
dimensões, textura da superfície são fatores relevantes para a determinação da biocompatibilidade e osseointegração (NOVAES et al., 2000).
Para minimizar esses problemas há o desenvolvimento de novos biomateriais, sejam eles homólogos, xenógenos ou aloplásticos, capazes de substituir o tecido ósseo sem a necessidade da criação de um sítio doador (GROSS, 1997). Porém, tais materiais também apresentam limitações quando comparados ao osso autólogo, tais como maior susceptibilidade à infecção, não integração, e ausência de estudos longitudinais de longo prazo que comprovem sua completa interação com o hospedeiro (YAMADA et al., 2004).
Embora a literatura, apresente pesquisas que utilizem a quitosana como biomaterial, as pesquisas realizadas até o momento falham ao não caracterizar a quitosana utilizada, deixando de citar fatores importantes, como o seu peso molecular ou concentração utilizada, prejudicando não só a reprodutibilidade de tais pesquisas, como também impedindo que seja avaliada a influência destes parâmetros nos resultados obtidos com o biomaterial, o que abre ainda mais campo para pesquisas sobre as propriedades desse tipo de biopolímero (NETO, 2008).
O osso autógeno é considerado o melhor material para enxerto devido à sua capacidade osteogênica, advinda de células viáveis e por não apresentar riscos de reações imunológicas. Entretanto, nem sempre a sua utilização é possível, pois freqüentemente, requer um segundo sítio cirúrgico para sua obtenção, o que aumenta a morbidade e o desconforto para o paciente (BECKER et al., 1998).
Há mais de duas décadas, pesquisas têm mostrado que os biomateriais cerâmicos a base de fosfato de cálcio são seguros e efetivos para uma variedade de aplicações clínicas. As hidroxiapatitas de origem sintética e natural, o tricálciofosfato e as
cerâmicas de vidro bioativo têm recebido maior atenção dos pesquisadores como biomateriais de substituição óssea (STEPHAN et al., 1999).
As biocerâmicas têm sido vastamente utilizadas em virtude da semelhança estrutural, química e física com a matriz mineral óssea não induzindo qualquer reação imunológica ou tóxica. Estas não apresentam risco de transmissão de doenças infecciosas nem de degradação protêica. Comercialmente disponíveis estes biomateriais, diferem na origem (natural ou sintética), composição (HA, Betatricálcio-fosfato, fosfato de cálcio bifásico), forma física (particulados, blocos, cimentos etc) e pelas propriedades físico-químicas. Além disso, apresentam uma similaridade com a composição da porção mineral do osso, bioatividade, habilidade de promover função e expressão celular e osteocondutividade, servindo como um excelente arcabouço para formação óssea. Os biomateriais de fosfato de cálcio que apresentam uma geometria tridimensional adequada são capazes de unir e concentrar proteínas ósseas morfogenéticas na circulação e podem se tornar osteocondutivo. Além de atuar como efetivo transportador de células ósseas (LEGEROS, 2002).
Atualmente se considera que a biocompatibilidade e a capacidade de osseointegração não são propriedades exclusivas da composição química dos biomateriais, mas dependem também de suas características físicas (BOSS et al., 1995). Propriedades como a forma e o tamanho das partículas, presença de poros, suas dimensões, textura da superfície são fatores relevantes para a determinação da biocompatibilidade e osseointegração (NOVAES et al., 2000).
A hidroxiapatita de origem bovina (Bio-oss®) possui características osteocondutora e de biocompatibilidade, caracterizada pela ausência de resposta local e sistêmica. Este material é similar ao osso natural em relação à área interna de superfície, à porosidade, cristalinidade e razão molar cálcio-fosfato. Este xenoenxerto é seguro,
pois não provoca respostas imunes e apresenta um risco mínimo de transmissão de doenças. Além disto, apresenta padrões de reabsorção e degradação bastante lentos, na qual se observa a ocorrência de neoformação óssea ao redor de suas partículas (NOVAES, 2004).
Para Sicca et al. (2000), o tamanho dos grânulos dos diferentes tipos dos biomateriais é um fator importante para o sucesso do reparo ósseo. Contudo, os autores acreditam não haver uma definição clara de qual tamanho é adequado para cada tecido ou condição clínica, uma vez que as características físico-químicas de cada biomaterial e/ou do defeito ósseo também afetam a resposta tecidual. Este fato foi observado por Mankani et al. (2001) que demonstraram que partículas de hidroxiapatita / tricálcio fosfato com 0,1 - 0,25 mm de tamanho resultavam em maior formação óssea. Em outro estudo, Moreira et al. (2003) observaram a influência sobre a integração óssea da hidroxiapatita (HA) em relação ao tamanho dos grânulos do biomaterial, onde as partículas de menores dimensões (212μm) promoveram uma maior velocidade e melhor
qualidade do processo de reparo ósseo. No entanto, o efeito do tamanho dos grânulos quando da utilização de matriz inorgânica e orgânica de osso bovino parece não interferir na reparação óssea. Sicca et al. (2000) observaram não haver diferença na resposta celular ao osso cortical bovino implantados em subcutâneo de ratos na forma micro (0,25 – 1,0 mm) e macro granular (1,0 – 2,0 mm). Em outro estudo, sobre o processo de reparo de defeitos ósseos preenchidos por osso medular bovino, Carneiro et al. (2005) constataram resultados semelhantes para ambas as formas das partículas do biomaterial.
De fato pode-se observar na clínica diária que os biomateriais sintéticos, xenógenos, são uma ótima alternativa na substituição de estruturas ósseas perdidas,
porém, em termos de qualidade óssea neoformada a partir da utilização dos biomateriais, os enxertos autógenos ainda não foram superados.
5 CONCLUSÃO
Conforme o exposto, conclui-se que:
- Os enxertos autógenos são considerados o tratamento tipo “padrão ouro” para regeneração tecidual guiada e enxertias ósseas, pois possuem as melhores características como material substituto ósseo, porém possuem várias limitações em certos casos. Por esta razão vários biomateriais vem sendo confeccionados na tentativa de superar tais limitações;
- Os avanços científicos na área dos substitutos ósseos são uma realidade;
- Com as descobertas da engenharia genética sobre os fatores de crescimento nos mecanismos de formação do osso, abre-se um universo de novas aplicações clínicas nas cirurgias reconstrutivas de estruturas ósseas perdidas.
REFERÊNCIAS
AABOE, M.; PINHOLT, E.M.; HANSEN, E. Healing of experimentally created
defects: a review. Br J Oral Maxillofac Surg. 1995; 33: 312-8.
ADELL, R.; LEKHOLM, U.; ROCKLER, B.; BRANEMARK, P.I. A 15-year study of
osseointegrated implants in the treatment of the edentulous jaw. Int J OralSurg.
1981; 10: 387-416.
ANDEREG, C.R.; ALEXANDER, D.D.C.; FRIEDMAN, M.A. Bioactive glass particulate in the treatment of molar furcation invasions. J. Periodontol., Chicago, v. 70, n.4, p. 384-386, Apr. 1999.
ANVISA, Resolução RDC no 305, de 14/11/2002.
BAGANBISA, F.B.; JOOS, U.; SCHILLI, W. The interactions of osteogenic cells
with hydroxiapatite implant material in vitro and in vivo. Int J Oral Maxillofac
Implants, 1990; 5: 217-226
BAUER, T.; MUSCHLER, G.F. “Bone Graft materials”, In: Clinical Orthopedics and
Related Researsh, 2000; 371: 10-27.
BECKER, W.; et al. Histologic findings after implantation and evaluation of different grafting materials and titanium micro screws into extraction sockets: case reports. J.
Periodontol., Chicago, v. 69, n. 4, p. 414-421, Apr. 1998.
BERGH, J.P.A.; et al. Anatomical aspects of sinus floor elevations. Clin. Oral Impl.
BLOCK, M.S.; KENT, J.N. Sinus augmentation for dental implants: the use of autogenous bone. J. Oral Maxillofac. Surg., Philadelphia, v.55, n.11, p.1281-1286, Nov. 1997.
BOSS, J.H.; SHAJRWA, J.; ARENULLAH, J.; MENDES, D.G. The Relativity of Biocompatibility. A Critical of the Concept of Biocompatibility. Israel J Med Sei 1995;31(4):203-9.
BOYNE, P.J.; JAMES, R.A. Grafting of the maxillary sinus floor with autogenous marrow andbone. J. Oral Surg., Chicago, v. 38, p. 613–616, 1980
BOYNE, P.J.; et al. A feasibility study evaluating rh BMP-2/absorbable collagen sponge for the maxillary sinus floor augmentation. Int. J. Period. Rest. Dent., Chicago, v.17, n.1, p.11- 25, Feb. 1997.
BUCHAIM, R.L.; ROQUE, D.D.; ROQUE, J.S.; et al. Gen-phos® em cavidades cirúrgicas realizadas em tíbia de ratos submetidos ao alcoolismo crônico experimental. Estudo microscópico. Rev FOB, v.10, n.1, p.17-22, 2002.
BUCK, B.E; MALININ, T.H. Human Bone and tissue allograft. Clin Orthop, 1994; 303: 8-17
CANCIAN, D.C.J.; et al. Utilization of autogenous bone, bioactive glasses, and calcium phosphate cement in surgical mandibular bone defects in Cebus apella monkeys. Int. J.
Oral Maxillofac. Implants, Lombard, v.19, n.1, p. 73-79, Jan. / Feb. 2004.
CALLAN, D.P.; ROHRER, M.D. Use of hidroxyapatite in the treatment of edentulous ridge defects: A human clinical and histologic case report. J periodontology, 1993; 64 (6): 575 – 582.
CARLSSON, G.E.; et al. Changes in contour of the maxillary alveolar process after extractions with or without of an under immediate full denctore. Acta Odontol. Scand., v.25, p.21-43, 1967
CARNEIRO, E.; GARCIA, R. B.; OLIVEIRA, R. C et al. Microscopic and radiographic analysis of the effect of particle size of demineralized bovine cancellous bone matrix on the repair of bone defects in femurs of rabbits. J Appl Oral Sci, v.13, n. 2, p. 157- 162, 2005.
CARVALHO, V.A.; TOSELLO, D.O.; SALGADO, M.A.; GOMES, M.F. Histomorphometric analysis of homogenous demineralized dentin matrix as osteopromotive material in rabbit mandibles. Int J Oral Maxillofac Implants. 2004; 19: 679-86.
CARVALHO, P.S.P.; BASSIA, A.P.F.; VIOLIN, L.A. ”Revisão e proposta de nomenclatura para os biomateriais”. Implant News, 2004;1(3):256-261.
CATÁLOGO GENIUS®, Jan. 2009. Disponível em: <http://www.baumer.com.br/Genius/ Portugues/index.php>. Acesso em 21 de abril 2010.
