Post on 10-Aug-2020
Universidade do Grande Rio Professor José de Souza Herdy
UNIGRANRIO
Jonathan Ribeiro da Silva
Avaliação Histomorfométrica de Implantes Dentários
Confeccionados em Titânio comercialmente puro Grau IV e
liga de Ti-6Al-4V Grau V.
Duque de Caxias
2014
Jonathan Ribeiro da Silva
Avaliação Histomorfométrica de Implantes Dentários
Confeccionados em Titânio comercialmente puro Grau IV e
liga de Ti-6Al-4V Grau V.
Dissertação apresentada à Universidade do
Grande Rio ``Professor José de Souza Herdy´´
como parte dos requisitos parciais para obtenção
do grau de Mestre em Odontologia.
Área de Concentração: Implantodontia
Orientador: Dr. Rodrigo Granato
Duque de Caxias
2014
CATALOGAÇÃO NA FONTE/BIBLIOTECA - UNIGRANRIO
S586a Silva, Jonathan Ribeiro da.
Avaliação histomorfométrica de implantes dentários confeccionados em
titânio comercialmente puro Grau IV e liga de Ti-6AI-4V Grau V / Jonathan
Ribeiro da Silva. - 2014.
19 f. : il. ; 30 cm.
Dissertação (mestrado em Odontologia) – Universidade do Grande Rio “Prof. José de Souza Herdy”, Escola de Ciências da Saúde, 2014. “Orientador: Prof. Rodrigo Granato.” Bibliografia: f. 17.
1. Odontologia. 2. Implantes dentários. 3. Osseointegração. 4. Titânio. I. Granato, Rodrigo. II. Universidade do Grande Rio “Prof. José de Souza Herdy.” III. Título.
CDD – 617.6
Agradecimentos
Aos meus pais, familiares, amigos e esposa pelo apoio e paciência durante a
realização deste trabalho.
Aos professores Charles Marin e Rodrigo Granato pela amizade, oportunidade,
conhecimento compartilhado, e orientação nos estudos e vida profissional, assim
como o professor Estevan Bonfante pela cobrança e exigência do aprimoramento.
Aos professores Nicolas Homsi, Hernando Valentim, Luiz Fernando Magacho,
e Fabrízio Albieri pela formação profissional e incentivo à atividade acadêmica.
Resumo
Objetivo: O objetivo deste estudo é realizar análise histomorfométrica da
interface de dois diferentes substratos de implantes, titânio comercialmente puro grau
IV, e liga de Ti-6Al-4V grau V.
Materiais e Métodos: Foram instalados 18 implantes modelo Duo de cada
substrato, com 10mm de comprimento e 4,6mm de diâmetro (Signo Vinces, Campo
Largo, Paraná, Brasil), em 18 cães machos da raça beagle. Após eutanásia em 1, 3 e
6 semanas os implantes foram submetidos à análise histomorfométrica sendo
mensurado contato osso-implante (BIC) e fração de área óssea formada (BAFO).
Resultados: Houve um aumento progressivo no BIC quando analisadas a 1ª,
3ª, e 6ª semana independente do substrato. O BAFO apresentou aumento da 1ª para
a 3ª semana, porem quando comparadas a 3ª e 6ª semana, a formação óssea
permaneceu praticamente inalterada. Não houve diferença histomorfométrica entre o
grau IV e grau V.
Conclusão: O grupo experimental e controle se apresentaram biocompatíveis
sem apresentar diferenças durante análise histomorfométrica, sendo necessários
estudos futuros para definir indicações clínicas na implantodontia para o substrato
avaliado.
Palavras – chave: Osseointegração, implantes dentários, titânio.
Abstract
Objective: The aim of this study is perform a histomorphometric analysis
between two different implants substrates available, grade IV (commercially pure
titanium) and grade V (alloy Ti-6Al-4V).
Materials and Methods: 18 implants of each alloy were installed in 18 male
beagle dogs. The implant length was 10 mm and 4.6 mm in diameter (Signo Vinces,
modelo Duo, Campo Largo, Paraná, Brazil). After euthanasia at 1, 3, and 6 weeks, the
implants were subjected to histomorphometric analysis.
Results: There was a progressive increase in BIC analyzed when the 1st, 3rd,
and 6th week independent of the substrate. The BAFO showed an increase from the
1st to the 3rd week, however when compared the 3rd and 6th week, bone formation
remained unchanged. There was no difference between the histomorphometric
analysis from grade IV and grade V.
Conclusion: The experimental and control groups presented no differences
biocompatible for histomorphometric analysis, future studies are needed to define the
clinical indications for implant dentistry rated substrate.
Keywords: Osseointegration, dental implants, titanium.
Lista de Ilustrações
Figura 1. A histologia de 1 semana do substrato grau IV. B histologia de 3
semanas demonstrando maior formação óssea. C histologia de 6 semanas do
substrato grau IV.
Gráfico 1. O gráfico 1 apresenta os valores do BIC do titânio grau IV e grau
V em relação ao tempo in vivo. Os asteriscos demonstram valores estatisticamente
semelhantes.
Gráfico 2. O gráfico 2 apresenta os valores do BIC do titânio grau IV e grau V
em relação ao tempo in vivo. Os asteriscos demonstram valores estatisticamente
semelhantes.
Lista de Tabelas
Tabela 1. Apresenta média e desvio padrão do BIC do titânio Grau IV e da
liga de titânio Grau V de acordo com o tempo e o número de animais em cada
grupo.
Tabela 2. Apresenta média e desvio padrão do BAFO do titânio Grau IV e da
liga de titânio Grau V de acordo com o tempo e o número de animais em cada
grupo.
Lista de Abreviaturas e Siglas
cm. - Centímetro
mm. - Milímetro.
µm. - Micrômetro.
BIC. - Bone implant contact. (contato osso implante)
BAFO. - Bone area fraction ocupated. (Fração de área óssea ocupada)
Sumário
1 Introdução ............................................................................................................. 10
2 Materiais e Métodos ............................................................................................. 11
3 Resultados ............................................................................................................ 13
4 Discussão ............................................................................................................. 14
5 Conclusão ............................................................................................................. 16
Referências Bibliográficas .................................................................................... 17
Anexos .................................................................................................................... 18
10
1 INTRODUÇÃO
O tratamento com implantes osseointegrados é considerado o padrão ouro
para reabilitação de pacientes com perdas dentárias, pois apresenta alta
previsibilidade alcançando taxas de sucesso de até 90% dependendo da técnica
utilizada.[1] Porem, até se chegar ao estágio atual a implantodontia evoluiu
lentamente. Os primeiros relatos na tentativa de se substituir um elemento dentário
são encontrados em 600 A.C., onde civilizações Maias utilizavam conchas e pedras
esculpidas manualmente. [2] Materiais como ouro, prata, vitalium, e tântalo também
participaram do processo evolutivo dos implantes até a descoberta do titânio e da
osseointegração. [2, 3] A primeira descrição do processo de união entre o osso e o
titânio foi relatada em 1951 por Gottlib S. Leventhal, onde parafusos de titânio foram
inseridos em fêmur de ratos para avaliar biocompatibilidade óssea entre o titânio e o
osso. Além de boa biocompatibilidade foi encontrada uma gradual união entre o osso
e o titânio conforme aumentava-se o tempo de remoção do parafuso (6,8 e 12
semanas), sendo sugerido então que esse material seria a escolha ideal para
próteses, pela biocompatibilidade e adesão ao osso. [4] Entretanto só em 1969, após
os trabalhos do professor Per Ingvar Branemark, ficou definido o processo de
osseointegração, onde uma conexão direta do ponto de vista estrutural e funcional
entre o osso vivo e organizado e a superfície de um implante sob carga mastigatória
é encontrada. [5]
Albrektsson e colaboradores em 1981 descreveram os pré-requisitos para se
conseguir a osseointegração, onde além do desenho do implante, tratamento de
superfície e tipo de osso do paciente, a utilização de um implante de titânio seria de
vital importância para o sucesso do tratamento. [6] Dentre os implantes atualmente
comercializados encontram-se os feitos de titânio grau IV (comercialmente puro), por
ser biocompatível e resistente a corrosão, e a liga Ti-6Al-4V grau V que apresenta
maior resistência a fadiga. [3] O objetivo deste estudo é realizar uma análise
histomorfométrica entre dois diferentes substratos de implantes disponíveis: titânio
comercialmente puro grau IV e liga de Ti-6Al-4V grau V.
11
2 MATERIAS E MÉTODOS
Neste estudo foram utilizados implantes cônicos osseointegráveis em liga Ti-
6Al-4V grau V e Titânio comercialmente puro grau IV, com 4,6 mm de diâmetro 10mm
de comprimento (Signo Vinces, modelo Duo, Campo Largo, Paraná, Brasil).
Foram utilizados 18 cães da raça beagle, machos, com aproximadamente 1,5
anos (com crescimento ósseo estabilizado) e em boas condições de saúde. Após
aprovação da Comissão de Ética no uso de animais da École Nationale Vétérinaire
d’Alfort (Paris/França), os animais foram mantidos por duas semanas antes dos
procedimentos já nas instalações que permaneceriam durante a pesquisa.
A área de eleição foi o rádio direito, onde 02 implantes foram instalados sendo
o posicionamento alternado em cada animal. Os implantes foram posicionados de
forma que pelo menos 1cm de distância fosse estabelecido entre eles. Foi realizada a
distribuição por animal, membro e sítio cirúrgico para os períodos de 1, 3 e 6 semanas
de reparo comparando implantes de titânio comercialmente puro grau IV, e Liga de Ti-
6Al-4V grau 5, resultando em um número de 6 implantes por grupo de avaliação por
tempo in vivo.
Todos os procedimentos cirúrgicos foram realizados sob anestesia geral. Os
cuidados pré-anestésicos incluíram administração intra-muscular (IM) de Sulfato de
Atropina (0.044mg/Kg) e Cloridrato de Xilasina (8mg/Kg). A anestesia geral foi
realizada pela administração IM de Cloridrato de Ketamina (15mg/Kg).
Foi realizada tricotomia, seguida de antissepsia do campo cirúrgico e regiões
adjacentes com solução a base de iodo. A incisão foi realizada na pele, com
aproximadamente 5cm de comprimento. Na sequência a musculatura foi dissecada, o
periósteo elevado e o rádio direito exposto.
Foram realizadas duas osteotomias distando pelo menos 1cm uma da outra
ao longo do rádio direito. A primeira fresagem foi realizada por uma broca piloto de
2mm de diâmetro em baixa rotação (1200 rpm) sob irrigação salina na profundidade
de 10mm. As fresagens subsequentes foram realizadas também em baixa rotação sob
irrigação salina seguindo a sequência determinada pelo fabricante (3,8mm e 4,6mm).
Os implantes foram inseridos com catraca manual do sistema.
Um parafuso de cobertura foi instalado sobre cada implante para evitar a
formação de um calo ósseo sobre os mesmos e um possível dano a interface
12
osso/implante durante a remoção deste calo. Para o fechamento tecidual foi utilizada
técnica de sutura por planos (vicryl 4.0 para camadas internas e nylon 4.0 para a pele).
A medicação pós-operatória incluiu antibióticos (Penicilina, 20.000UI/Kg) e
antiinflamatórios (Ketoprofeno, 1ml/5Kg) por um período de 48 horas. A eutanásia foi
realizada por overdose anestésica.
Durante a necropsia, o terço superior do membro inferior foi exposto por
delicada dissecação, o tecido mole removido por lâminas cirúrgicas e realizou-se a
avaliação clínica inicial dos implantes para verificar sua estabilidade. Se algum
implante estivesse clinicamente instável, este seria excluído do estudo.
Após a necropsia os rádios foram seccionadas em uma porção contendo os
dois implantes, e posteriormente, divididos em 02 blocos contendo um implante no
centro de cada bloco. As peças foram fixadas em solução de formalina a 10% durante
5 dias, desidratadas em uma sequência gradativa de soluções alcoólicas e embebidas
em resina à base de acrilato (Technovit 9100, KulzerGmbH, Germany). Através de
uma serra diamantada (Isomet 1000, Buehler, Lake Bluff, USA), foram obtidas
secções com aproximadamente 300µm de espessura. Estas secções foram coladas
a placas de acrílico e gradativamente polidas até uma espessura final de
aproximadamente 30 µm.
A porcentagem de contato osso/implante (BIC) e de fração areal ocupada por
osso (BAFO) foi determinada em 50x de magnificação (Leica DM4000, Wetzlar,
Germany) por um software específico. (Image J, NIH, Maryland, USA). O modelo
estatístico utilizado foi o GLM Anova misto.
3 RESULTADOS
Os procedimentos cirúrgicos e o pós operatório transcorreram sem
complicações ou intercorrências. Foram excluídos 02 implantes da 6ª semana (01 de
cada grupo) perdidos durante processamento histológico, sendo utilizado um total de
34 implantes no estudo.
As médias de BIC do titânio grau IV foram 7,33 +- 3,03 / 34,80 +- 17,32 / 56,05
+- 11,50, na 1ª, 2ª, e 3ª semana respectivamente. Já na liga de titânio grau V as
13
médias foram 10,19 +- 5,34 / 42,77 +- 18,11 / 59,18 +- 7,35, na 1ª, 2ª, e 3ª semana de
estudo. Apesar do grau V apresentar maiores médias em todas as semanas, estes
não foram estatisticamente significativos (p ≥ 0,05) como demonstrado na tabela 1.
A comparação do BIC pelas semanas avaliadas foi estatisticamente significante
independente da liga (Gráfico 1), com um crescimento progressivo encontrado ao
longo do tempo (p ≤ 0,05).
Ao ser realizado a mensuração do BAFO, as médias obtidas do titânio grau
IV foram 10,09 +- 3,64 / 35,79 +- 12,26 / 35,89 +- 2,36, na 1ª, 2ª e 3ª semana
respectivamente. Na liga de titânio grau V as médias foram 10,31 +- 2,50 / 37,49 +-
16,48 / 38,53 +- 4,49 em cada semana de estudo. Houve um crescimento do BAFO
quando comparada a 1ª com a 3ª e 6ª semana (p ≤ 0,05), porém quando comparamos
a 3ª e 6ª semana, houve um aumento desprezível, não significativo estatisticamente
(p ≥ 0,05) como demonstrado na tabela 2. Na avaliação comparativa entre o BAFO
dos dois substratos, não foi encontrado diferença estatística significativa entre eles,
independentemente do tempo avaliado (p ≥ 0,05). (Gráfico 2)
4 DISCUSSÃO
As recentes melhorias dos implantes dentários trouxeram grandes avanços e
melhores resultados nas fases iniciais da osseointegração. [7] Estas características
permitem aos profissionais modificarem os protocolos de atendimento, diminuindo o
tempo entre o procedimento cirúrgico e a carga funcional. Como resultado final
melhoram a qualidade da reabilitação para os pacientes. [7, 8] Na literatura atual são
encontrados uma grande quantidade de estudos avaliando design, tamanho e tipos
de superfície dos implantes, porém são poucas as publicações abordando o uso de
diferentes composições de implante de forma comparativa. [9-11]
O titânio é definido como o material de escolha para confecção dos implantes
dentais pela biocompatibilidade e por proporcionar o processo de osseointegração. [4,
5] Porém, as diferentes ligas e graus de titânio resultam em mudanças nas
propriedades deste material, alterando sua aplicabilidade. Quando comparamos o
titânio puro grau IV com a liga Ti-6Al-4V grau V, a última apresenta maior resistência
14
à fratura, dureza, microestrutura e alongamento, mantendo o módulo de elasticidade
quase inalterado em relação ao titânio comercialmente puro. [12, 13].
Barão et al (2011) avaliou a corrosão do titânio comercialmente puro e da liga
Ti-6Al-4V em saliva, onde o ph baixo interfere na resistência a corrosão dos dois
substratos e os produtos da corrosão podem levar a osteólise e perda da estabilidade
do implante. Quando os grupos foram comparados não houve diferença significativa
na resistência à corrosão entre eles.[14]
Para avaliação de citotoxicidade entre diferentes ligas de titânio, incluindo o
Grau V, Koike e colaboradores utilizaram o titânio comercialmente puro grau II como
controle e não encontraram diferença na citotoxicidade entre os grupos de estudo,
concluindo que as novas ligas não representam um aumento no risco de toxicidade,
pois apresentam excelente resistência a corrosão. [15]
Han et al (1998) realizou um estudo comparando implantes comercialmente
puro Grau II e Grau V. Os resultados encontrados não demonstraram diferenças
significativas entre os grupos, apesar do autor indicar melhores valores
histomorfométricos do BIC para o grau II. [16] No mesmo ano, Johansson e
colaboradores em um estudo de mesma metodologia também não observaram
diferenças entre os substratos quando estes foram submetidos à análise
histomorfometrica. [17] Estes resultados de estudos similares corroboram com os
encontrados no presente trabalho, demonstrando que os dois substratos são
biocompatíveis.
No estudo apresentado houve um aumento progressivo no BIC ao longo das
semanas (gráfico 1). Já no BAFO, a 3ª e 6ª semana se mantiveram praticamente
inalteradas (gráfico 2). Isso se justifica pois durante a mensuração do BAFO na 6ª
semana, o osso apresenta maiores mudanças na sua qualidade estando em um
processo de maturação do osso já formado na 3ª semana, e menor processo de
formação óssea no local.
15
4 CONCLUSÃO
Os grupos experimental e controle são biocompatíveis e promovem
osseointegração. Considerando as melhores propriedades mecânicas da liga de
titânio grau V e sua igual característica biológica quando comparada ao grau IV, pode-
se sugerir que esta liga de titânio apresenta vantagens ao titânio comercialmente puro,
sendo necessários estudos clínicos para definir novas condutas na implantodontia.
16
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Berglundh, T., I. Abrahamsson, and J. Lindhe, Bone reactions to longstanding functional load at implants: an experimental study in dogs. J Clin Periodontol, 2005. 32(9): p. 925-32.
2. Abraham, C.M., A brief historical perspective on dental implants, their surface coatings and treatments. Open Dent J. 8: p. 50-5.
3. Gaviria, L., et al., Current trends in dental implants. J Korean Assoc Oral Maxillofac Surg. 40(2): p. 50-60.
4. Leventhal, G.S., Titanium, a metal for surgery. J Bone Joint Surg Am, 1951. 33-A(2): p. 473-4. 5. Branemark, P.I., et al., Intra-osseous anchorage of dental prostheses. I. Experimental studies.
Scand J Plast Reconstr Surg, 1969. 3(2): p. 81-100. 6. Albrektsson, T., et al., Osseointegrated titanium implants. Requirements for ensuring a long-
lasting, direct bone-to-implant anchorage in man. Acta Orthop Scand, 1981. 52(2): p. 155-70. 7. Esposito, M., et al., The effectiveness of immediate, early, and conventional loading of dental
implants: a Cochrane systematic review of randomized controlled clinical trials. Int J Oral Maxillofac Implants, 2007. 22(6): p. 893-904.
8. Dolz, J., F.J. Silvestre, and J. Montero, Changes in general and oral health-related quality of life in immediate or conventionally loaded dental implants: a nonrandomized clinical trial. Int
J Oral Maxillofac Implants. 29(2): p. 391-401. 9. Baldassarri, M., et al., Mechanical properties of human bone surrounding plateau root form
implants retrieved after 0.3-24 years of function. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 100(7): p. 2015-21.
10. Giro, G., et al., Effect of drilling technique on the early integration of plateau root form endosteal implants: an experimental study in dogs. J Oral Maxillofac Surg. 69(8): p. 2158-63.
11. Granato, R., et al., Thin bioactive ceramic-coated alumina-blasted/acid-etched implant surface enhances biomechanical fixation of implants: an experimental study in dogs. Clin
Implant Dent Relat Res. 13(2): p. 87-94. 12. Niinomi, M., Mechanical biocompatibilities of titanium alloys for biomedical applications. J
Mech Behav Biomed Mater, 2008. 1(1): p. 30-42. 13. Niinomi, M. and M. Nakai, Titanium-Based Biomaterials for Preventing Stress Shielding
between Implant Devices and Bone. Int J Biomater. 2011: p. 836587. 14. Barao, V.A., et al., Stability of cp-Ti and Ti-6Al-4V alloy for dental implants as a function of
saliva pH - an electrochemical study. Clin Oral Implants Res. 23(9): p. 1055-62. 15. Koike, M., et al., Initial cytotoxicity of novel titanium alloys. J Biomed Mater Res B Appl
Biomater, 2007. 83(2): p. 327-31. 16. Han, C.H., et al., Quantitative and qualitative investigations of surface enlarged titanium and
titanium alloy implants. Clin Oral Implants Res, 1998. 9(1): p. 1-10. 17. Johansson, C.B., et al., A quantitative comparison of machined commercially pure titanium
and titanium-aluminum-vanadium implants in rabbit bone. Int J Oral Maxillofac Implants, 1998. 13(3): p. 315-21.
17
ANEXOS
Gráfico 1. Comparação do BIC dos dois substratos.
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
90,000
100,000
G4 G5 G4 G5 G4 G5
1 week 3 weeks 6 weeks
18
Gráfico 2. Comparação do BAFO dos dois substratos.
Tempo Grupo Número de espécies
BIC Desvio Padrão
1ª semana G4 6 7,3339 3,03976
G5 6 10,1979 5,34115
Total 12 8,7659 4,40504
3ª semana G4 6 34,8048 17,32043
G5 6 42,7770 18,11762
Total 12 38,7909 17,40402
6ª semana G4 5 56,0551 11,50690
G5 5 59,1892 7,35193
Total 10 57,6222 9,25200
Tabela 1. Resultados do BIC.
0,000
10,000
20,000
30,000
40,000
50,000
60,000
70,000
80,000
90,000
100,000
G4 G5 G4 G5 G4 G5
1 week 3 weeks 6 weeks
19
Tempo Grupo Número de espécies
BAFO Desvio Padrão
1ª semana G4 6 10,0999 3,64682
G5 6 10,3180 2,50096
Total 12 10,2089 2,98348
3ª semana G4 6 35,7958 12,26156
G5 6 37,4947 16,48936
Total 12 36,6453 13,88224
6ª semana G4 5 35,8927 2,36715
G5 5 38,5378 4,49905
Total 10 37,2152 3,66469
Tabela 2. Resultados do BAFO.