A osseointegração consiste de uma série de processos de modelação e remodelação óssea. Ela tem sido, na verdade, definida como a ligação estrutural e funcional entre o osso vivo e a superfície de um implante artificial, com a função de suportar cargas. O sucesso da osseointegração depende da qualidade, distribuição e quantidade de osso presente ao redor do implante dentário. Duas teorias sobre a osseointegração foram propostas por Brånemark e Weiss.
A diferença entre as teorias propostas, é a presença de uma camada de tecido conjuntivo ou ligamento fibro-ósseo entre a superfície do implante e o osso adjacente. A presença do osso adjacente à superfície do implante é determinada pela técnica cirúrgica e também pelo material do implante, pelo desenho e textura superficial. Pode-se associar a estabilidade óssea do implante às características e texturas de suas superfícies. Portanto, a osseointegração ótima depende das características do material que é constituído o implante, a capacidade do implante suportar cargas, a técnica cirúrgica utilizada e o tipo ósseo presente no local da inserção do implante. A longo prazo, isso também depende do desenho da prótese e carregamento oclusal (Figura 1).
O titânio (Ti) é o material mais utilizado para implantes dentários devido à sua baixa toxicidade, resistência à corrosão, elevada resistência mecânica, e biocompatibilidade. Atualmente existem quatro classes de Ti comercialmente puro e uma liga, que são utilizados para a fabricação de implantes dentários. Embora tenha sido por alguns anos, os implantes revestidos de carbono em baixa temperatura isotrópica (LTI) apresentaram maior potencial para um desempenho de sucesso a longo prazo quando comparados com outros substratos de implantes, tais como o substrato de óxido de alumínio. Os implantes de Ti sempre demonstraram melhores resultados de biocompatibilidade e um melhor prognóstico a longo prazo. O mesmo se aplica às superfícies de implantes revestidas com materiais poliméricos, tais como polimetilmetacrilato (PMMA), politetrafluoretileno (PTFE) e implante de carbono. Entretanto, implantes à base de Ti continuam a ser o tipo de implante mais utilizados devido às suas notáveis propriedades e excelentes resultados clínicos a longo prazo.
As qualidades das superfícies dos implantes dentários foram subdivididas em propriedades mecânicas, topográficas, e físico-químicas. As propriedades mecânicas da superfície de um implante estão ligadas às tensões superficiais e a dureza do material. As características topográficas são pertinentes às irregularidades presentes na superfície. As características físicas concentram-se principalmente na energia de superfície e a presença de carga nesta superfície. Portanto, pode ser concluído que uma superfície que tem uma energia superficial elevada poderá ter uma afinidade de adsorção maior (Figura 2).
As superfícies de implantes devem ser estudadas para que se possa determinar as reações dos tecidos na superfície do implante. Albrektsson e Wennerberg classificaram as superfícies de implantes em:
- 1. superfície lisa com uma rugosidade superficial (Sa <0,5 mm)
- 2. superfície minimamente rugosa (Sa = 0,5-1 mm)
- 3. superfície moderadamente rugosa (Sa = 1-2 mm)
- 4. superfície rugosa (Sa> 2 mm)
As superfícies moderadamente rugosas parecem ter algumas vantagens clínicas sobre superfícies mais lisas ou mais ásperas. Ainda assim, as diferenças foram pequenas e muitas vezes não considerada estatisticamente significativa. Mesmo que as superfícies moderadamente rugosas tenham mostrado uma resposta óssea mais forte sobre as outras superfícies estudadas in vivo, tem sido comentado que os implantes com superfície bioativa mostraram resultados mais promissores para uma ancoragem biomecânica e química. Embora os implantes de Ti tenham altas taxas de sucesso clínico, o uso de revestimentos de vários materiais têm sido defendido. Uma superfície de revestimento eficaz deve ser capaz de fazer o seguinte: melhorar a aderência celular, diferenciação celular, e aposição óssea; além de permitir a fixação de tecido ósseo; limitar a taxa de dissolução nos fluidos corporais; e função terapêutica. Quando um implante de Ti é revestido, esse material é colocado entre as superfícies ósseas e o implantes de Ti.
O revestimento do implante resiste a todas as forças que está sujeito durante a transferência de todas as cargas impostas sobre o implante. A tensão na interface implante-osso é devido à diferença no módulo de elasticidade entre a prótese e o osso. Se a tensão for maior do que a força de união, descolamento ou remoção superficial do revestimento pode ocorrer. Portanto, a espessura do material de revestimento do núcleo do implante de Ti torna-se um parâmetro importante. Ao utilizar revestimentos de fosfato de cálcio, por exemplo, demonstrou-se que este tipo de revestimento, quando apresentava uma espessura ultrafina melhorava a osseointegração, do que um revestimento mais espesso. O revestimento mais espesso impedia a adesão aos tecidos circundantes, dando uma estrutura internamente mais fraca que poderia, eventualmente, fraturar e levar o implante ao fracasso.
Foram propostos diferentes tipos de materiais e técnicas de revestimento para implantes dentais. No entanto, todos os revestimentos não proporcionaram as mesmas propriedades para a prótese. Outras avaliações foram focadas nos efeitos do carregamento e não carregamento do implante, enquanto correlacionavam seus efeitos sobre o sistema de integração óssea.
Os revestimentos de superfície por pulverização de plasma, por jateamento, condicionamento ácido, processos eletroquímicos ou uma combinação deles são as técnicas mais utilizadas para a obtenção de superfícies ásperas de Ti. A rugosidade obtida por jateamento é geralmente obtida pelo tratamento da superfície do implante com cerâmica dura, tal como partículas de alumina, óxido de titânio e de fosfato de cálcio. Vários tamanhos destas partículas cerâmicas geraram rugosidades diferentes nas superfícies dos implantes Ti. Outro método para a obtenção de superfícies rugosas consiste em tratar os implantes dentários Ti com ácidos fortes, tais como HCl, H2SO4, HNO3 e HF. Este processo químico melhora as propriedades osseocondutoras dos implantes aumentando a adesão de osteoblastos, resultando, assim, na formação de osso diretamente sobre a superfície do implante. No entanto, os efeitos do condicionamento ácido na estabilidade a longo prazo do implante dentário Ti são bastante limitadas. Na verdade, a técnica de condicionamento ácido provoca a hidrogenização, o que leva a microfissuras na superfície do titânio do implante dentário. Tais fissuras comprometem as boas propriedades mecânicas, especialmente a resistência à fadiga, do implante Ti. Para evitar este inconveniente, o condicionamento ácido é usado em combinação com o jateamento: o resultado é uma superfície de implante macrotopograficamente ondulada e áspera em uma análise microscópica.
In vitro e in vivo foi demonstrado que as superfícies gravadas por ataque ácido mostram grande estabilidade biomecânica, alta resistência mecânica, baixo risco de falhas clínicas, e alta ligação entre o implante e o osso. Embora a pesquisa clinica esteja investigando significativamente no desenvolvimento de novas superfícies de titânio modificados, uma compreensão detalhada dos mecanismos moleculares e celulares da osseointegração ainda está faltando. Tradicionalmente, a regeneração óssea em torno de implantes dentários de Ti é considerada um processo comparável a cicatrização após uma fratura. O processo de cicatrização ocorre sempre através de uma série de três eventos sobrepostos: inflamação, proliferação e remodelação. Em todos estes eventos, um papel importante é realizado por células estaminais mesenquimais (MSCs), que têm a capacidade de auto-renovação e potencial de multi-linhagem. Por exemplo, as MSCs são capazes de se diferenciarem em osteoblastos, que são as células responsáveis pelo crescimento ósseo. Na presença de um implante, é crucial que essas células estejam aderidas à superfície do implante dentário, a fim de desenvolver uma matriz extracelular (ECM) específica do osso, que depois mineraliza para formar uma interface osso-implante integrada. No processo de cicatrização óssea e osseointegração do implante, as MSC são as principais células de reparação, e a sua resposta celular é importante porque, a osseointegração bem sucedida dos implantes depende da adesão das MSCs na superfície do implante. Parece que o tratamento de superfícies de implantes Ti com jateamento e ataque ácido de superfícies afeta positivamente a proliferação celular.
O conhecimento sobre os implantes dentários endósseos tem se expandido rapidamente nos últimos anos, tornando-se uma alternativa de tratamento viável para substituir dentes perdidos em muitas situações diferentes, com altas taxas de sucesso clínico. Grande parte desta abordagem pode ser explicada pelo desenvolvimento das superfícies de implantes que melhoraram a ancoragem do implante com uma melhor aposição óssea.
Os mecanismos biológicos subjacentes a carga imediata ainda não foram completamente elucidados. A evolução dos desenhos e das superfícies dos implantes, melhorias nas técnicas cirúrgicas, e avanços em reabilitações protéticas levaram a uma importante redução, dos originalmente propostos tempos de cicatrização definidos por Brånemark. Carregamento imediato tem vantagens estéticas, psicológicas e funcionais em eliminar a cirurgia de segunda fase e em reduzir o desconforto do paciente e os custos adicionais decorrentes do procedimento.
O conceito de carga precoce é apoiado por evidências histológicas. Em períodos de cicatrização precoce, de 4 e 8 semanas, havia a presença de tecido mineralizado na interface. Com o aumento do uso de períodos de cicatrização abreviados, é necessário ponderar os benefícios desta abordagem com as taxas de sucesso em longo prazo relatadas para implantes restaurados em protocolos de carga tardias (Figura 3). No entanto, na literatura, ainda não existem quaisquer dados quantitativos a longo prazo para os processos de cicatrizações precoces em seres humanos.
O micromovimento na interface implante-osso está relacionado com o contato entre o implante e o osso na inserção, a geometria do implante e a microtopografia da superfície do implante. A transferência de força adequada entre um implante e os tecidos circundantes é muito importante. O desenho do implante tem uma forma otimizada para transferir estas forças, e isso também ajuda a minimizar o micromovimento do implante durante o carregamento. Além disso, as superfícies com um contato muito elevado entre o implante e o osso poderia ter efeitos positivos sobre os processos de integração óssea. As roscas quadradas no corpo do implantes Ankylos podem contribuir para a excelente estabilidade primária, sem preparação de segmentos, quando os implantes são colocados no osso de má qualidade (Figura 4).
A superfície tratada do sistema de implantes Ankylos foi obtida com uma nova técnica de jateamento de óxido e de condicionamento ácido em alta temperatura, e se apresenta com uma microrrugosidade regular com poros micrométricos sobrepondo uma estrutura macrorrugosa criada pelo jateamento. Isto resultou em uma topografia porosa com uma estrutura hierárquica de superfícies. As medições espaciais mostraram um primeiro nível macroscópico de rugosidade na gama de 100 μm e um segundo nível de ranhuras nas dimensões ao redor de 12 a 75 μm, cada um dos quais, em seguida, abraçado por um arranjo de grupos de forma redonda menores com um diâmetro ao redor de 1 a 5 μm (Figura 5)
Os bons resultados clínicos e histológicos dos implantes Ankylos são creditados à utilização de um implante com uma superfície rugosa; cujo o valor Ra para esta superfície é de 2,78 μm. As características de molhabilidade desta superfície pode ser a responsável pela adesão elevada de proteínas não colagenosas como sialoproteína e osteopontina, que são precursoras de contato com osteogênese. Além disso, as quantidades mais elevadas de fibronectina adsorvidas sobre esta superfície podem melhorar a resposta do hospedeiro, tais como a adesão das células osteoblásticas (Figura 6).
Essas características são importantes para a manutenção da integridade peri-implantar em longo prazo. No caso clínico, pode ser visualizado na radiografia periapical, a formação óssea sobre o ombro do implante para o segundo molar e a ancoragem do tecido ósseo ao nível do ombro para o primeiro molar. O corte histológico entre dois implante Ankylos o osso ancorando ao nível e sobre o ombro do implante.
Referências
- 1. Novaes Jr AB, Marcaccini AM, Souza SL, Taba M,Jr., Grisi MF: Immediate placement of implants into periodontally infected sites in dogs: a histomorphometric study of bone-implant contact. Int J Oral Maxillofac Implants; 2003; 18 (3): 391 – 398.
- 2. Degidi M, Scarano A, Iezzi G, Piattelli A: Histologic analysis of an immediately loaded implant retrieved after 2 months. J Oral Implantol 2005; 31 (5): 247 – 254.
- 3. Sammons RL, Lumbikanonda N, Gross M, Cantzler P: Comparison of osteoblast spreading on microstructured dental implant surfaces and cell behaviour in an explant model of osseointegration. A scanning electron microscopic study. Clin Oral Implants Res; 2005; 16 (6): 657 – 666.
- 4. Schwartz Fo HO, Novaes AB, Jr., de Castro LM, Rosa AL, de Oliveira PT: In-vitro osteogenesis on a microstructured titanium surface with additional submicron-scale topography. Clin Oral Implants Res; 2007; 18 (3): 333 – 344.
- 5. Wennerberg A, Albrektsson T: Effects of titanium surface topography on bone integration: a systematic review. Clin Oral Implants Res; 2009; 20 Suppl 4 172 – 184.
- 6. Iezzi G, Degidi M, Shibli, JA, Vantaggiato G, Piattell A, Perrotti V. Bone Response to Dental Implants After a 3- to 10-Year Loading Period: A Histologic and Histomorphometric Report of Four Cases. Int J Periodontics Restorative Dent 2013;33:755–761. doi: 10.11607/prd.1257)
- 7. Gardin C, Ferroni L, Bressan E, Calvo-Guirado JL, Degidi M, Piattelli A, Zavan B. Adult Stem Cells Properties in Terms of Commitment, Aging and Biological Safety of Grit-Blasted and Acid-Etched Ti Dental Implants Surfaces . Int J Mol Cell Med Autumn 2014; Vol 3 No 4 225-236.
- 8. Xuereb M, Camilleri J, Attard NJ. Systematic Review of Current Dental Implant Coating Materials and Novel Coating Techniques . Int J Prosthodont 2015;28:51–59. doi: 10.11607/ijp.4124.
Deixe uma resposta