A influência dos implantes produzidos por sinterização direta a laser de metal nas fases iniciais da osseointegração em mini-porcos diabéticos

Naiwen Tan, Xiangwei Liu, Yanhui Cai, Sijia Zhang, Bo Jian, Yuchao Zhou, Xiaoru Xu, Shuai Ren, Hongbo Wei, Yingliang Song

Full text link : https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28814861/

A influência dos implantes produzidos por sinterização direta a laser de metal nas fases iniciais da osseointegração em mini-porcos diabéticos

1. Referência científica

• Título do estudo: A influência dos implantes produzidos por sinterização direta a laser de metal nas fases iniciais da osseointegração em mini-porcos diabéticos
• Autores: Naiwen Tan, Xiangwei Liu, Yanhui Cai, Sijia Zhang, Bo Jian, Yuchao Zhou, Xiaoru Xu, Shuai Ren, Hongbo Wei, Yingliang Song
• Revista científica: International Journal of Nanomedicine
• Ano de publicação: 2017
• DOI: 10.2147/IJN.S138615

2. Contexto científico

A osseointegração é um dos pilares fundamentais para o sucesso dos implantes dentários a longo prazo. No entanto, em pacientes com diabetes mellitus, alterações metabólicas e inflamatórias podem comprometer a formação óssea peri-implantar e retardar os mecanismos de cicatrização, aumentando a complexidade dos tratamentos de reabilitação oral com implantes.

Diante desse cenário, a otimização das superfícies dos implantes tornou-se uma importante área de investigação na implantologia moderna. O desenvolvimento das tecnologias de manufatura aditiva permitiu a criação de superfícies tridimensionais complexas capazes de influenciar a resposta biológica dos tecidos ao redor dos implantes.

A tecnologia Direct Laser Metal Sintering (DLMS) possibilita a fabricação de implantes de titânio com elevada porosidade e canais interconectados, características que podem favorecer a adesão celular e a neoformação óssea. Este estudo foi desenvolvido para avaliar se essas propriedades poderiam beneficiar as fases iniciais da osseointegração em um modelo experimental de diabetes.

3. Objetivo do estudo

O objetivo principal desta investigação foi determinar se implantes dentários fabricados por meio da tecnologia Direct Laser Metal Sintering seriam capazes de melhorar a osseointegração em um modelo animal diabético.

Os pesquisadores também compararam a resposta celular, a expressão de genes relacionados à osteogênese e os parâmetros radiográficos e histológicos entre implantes com superfície DLMS e implantes tratados por oxidação por arco microelétrico (Micro Arc Oxidation – MAO).

4. Metodologia

Trata-se de um estudo pré-clínico composto por uma fase laboratorial e uma fase experimental em animais.

Foram avaliadas duas superfícies implantares:

• Direct Laser Metal Sintering (DLMS)
• Micro Arc Oxidation (MAO)

Na etapa in vitro, células MG63 foram cultivadas sobre as duas superfícies para análise da morfologia celular e da expressão de genes associados à formação óssea, incluindo colágeno (COL), RUNX2 e fosfatase alcalina (ALP).

Na fase animal, o diabetes mellitus foi induzido em seis mini-porcos por meio da administração de estreptozotocina. Posteriormente, foram instalados 36 implantes na região dos pré-molares mandibulares.

A avaliação da osseointegração foi realizada após 3 e 6 meses por meio de:

• Microtomografia computadorizada (micro-CT)
• Análise histológica utilizando coloração de Van Gieson
• Avaliação do percentual de contato osso-implante (BIC)

5. Principais resultados

A caracterização das superfícies revelou diferenças expressivas de rugosidade entre os grupos. Os implantes MAO apresentaram rugosidade média (Ra) de 2,3 ± 0,3 µm, enquanto os implantes DLMS apresentaram rugosidade média de 27,4 ± 1,1 µm.

As análises celulares demonstraram maior espalhamento celular sobre as superfícies DLMS. As células exibiram maior quantidade de filopódios e lamelipódios, sugerindo uma interação mais intensa com a estrutura tridimensional porosa dos implantes.

Os marcadores relacionados à osteogênese apresentaram, de modo geral, níveis de expressão mais elevados nas superfícies DLMS. A diferença estatisticamente significativa foi observada para a expressão de colágeno após dez dias de indução osteogênica.

As análises por micro-CT mostraram maior formação óssea ao redor dos implantes DLMS após três meses. Os parâmetros BV/TV, Tb.Th e Tb.Sp apresentaram diferenças significativas em favor desse grupo.

Na avaliação histológica, o percentual de contato osso-implante atingiu 33,2% ± 11,2% no grupo DLMS e 18,9% ± 7,3% no grupo MAO aos três meses.

Após seis meses, ambos os grupos apresentaram progressão da integração óssea, e as diferenças entre as superfícies deixaram de ser estatisticamente significativas. Os valores de BIC foram de 42,8% ± 10,1% para os implantes DLMS e 38,3% ± 10,8% para os implantes MAO.

6. Análise clínica

Os resultados sugerem que a arquitetura superficial produzida pela tecnologia DLMS pode favorecer os eventos biológicos iniciais envolvidos na osseointegração.

A elevada porosidade e a interconectividade dos poros parecem criar um ambiente mais propício para a adesão e o desenvolvimento celular. A maior interação observada entre as células e a superfície implantária pode contribuir para acelerar os mecanismos de formação óssea nas fases iniciais da cicatrização.

Sob a perspectiva clínica, esse achado é particularmente relevante para pacientes diabéticos, uma vez que o diabetes está associado a alterações que podem comprometer a regeneração óssea e a estabilidade peri-implantar. Uma superfície capaz de estimular uma resposta biológica mais rápida pode representar uma vantagem durante o período inicial de integração do implante.

Entretanto, a interpretação dos resultados deve ser cautelosa. Embora os implantes DLMS tenham demonstrado melhor desempenho nos estágios iniciais, as diferenças observadas reduziram-se ao longo do tempo. Após seis meses, os níveis de osseointegração tornaram-se semelhantes entre os grupos.

Dessa forma, os dados sugerem um possível benefício na velocidade da integração óssea, sem evidências de uma superioridade definitiva quanto ao resultado final da osseointegração.

7. Aplicações clínicas

Os resultados deste estudo podem ser relevantes para:

• Implantodontia em pacientes com diabetes mellitus.
• Desenvolvimento de superfícies implantares voltadas para a aceleração da cicatrização óssea.
• Pesquisa em manufatura aditiva aplicada aos implantes dentários.
• Otimização de implantes destinados a pacientes com condições sistêmicas que afetam a reparação óssea.
• Desenvolvimento de novas estratégias para aumentar a estabilidade biológica inicial dos implantes.

Além disso, o trabalho fornece informações importantes para futuras pesquisas sobre engenharia de superfícies e tecnologias digitais aplicadas à reabilitação oral implantossuportada.

8. Nível de evidência, limitações e transparência

Este trabalho corresponde a um estudo pré-clínico envolvendo experimentação celular e um modelo animal.

Seu nível de evidência é inferior ao de ensaios clínicos randomizados, revisões sistemáticas e metanálises. Os resultados permitem compreender mecanismos biológicos relevantes, mas não constituem evidência clínica definitiva.

Entre as principais limitações identificáveis estão:

• Utilização de um modelo animal.
• Amostra limitada a seis mini-porcos.
• Ausência de validação clínica em seres humanos.
• Período de acompanhamento de até seis meses.

Os autores declararam não possuir conflitos de interesse relacionados ao estudo. O trabalho recebeu financiamento da National Natural Science Foundation of China.

9. Pontos-chave do estudo

• Tipo de estudo: Estudo pré-clínico (in vitro e animal)
• Nível de evidência: Evidência pré-clínica
• População estudada: 6 mini-porcos diabéticos
• Número de implantes: 36 implantes
• Tempo de acompanhamento: 3 e 6 meses
• Desfecho principal: Osseointegração de implantes dentários
• Principal resultado: Os implantes DLMS apresentaram melhor osseointegração precoce em comparação aos implantes MAO
• Conclusão científica: Superfícies altamente porosas produzidas por DLMS podem acelerar as fases iniciais da integração óssea em condições diabéticas
• Limitações: Modelo animal, tamanho amostral reduzido e ausência de estudos clínicos em humanos

10. Impacto científico

Este estudo contribui para a crescente literatura dedicada às tecnologias de manufatura aditiva aplicadas à implantodontia. Seus resultados reforçam a importância da arquitetura superficial dos implantes na modulação das respostas biológicas que ocorrem na interface osso-implante.

A investigação demonstra que superfícies altamente porosas podem favorecer a adesão celular e acelerar a formação óssea inicial, mesmo em um ambiente biológico comprometido pelo diabetes. Esses achados oferecem suporte experimental para o desenvolvimento de novas gerações de implantes produzidos por tecnologias digitais avançadas.

Além disso, o estudo amplia o conhecimento sobre os mecanismos biológicos envolvidos na osseointegração e estabelece bases para futuras pesquisas clínicas destinadas a avaliar a eficácia dessas superfícies em pacientes humanos.

11. Conclusão editorial

Esta pesquisa pré-clínica indica que os implantes fabricados por Direct Laser Metal Sintering podem favorecer as fases iniciais da osseointegração em condições diabéticas, promovendo uma resposta celular mais intensa e uma formação óssea peri-implantar mais rápida. Embora as diferenças observadas tendam a diminuir ao longo do período de cicatrização, os resultados fornecem evidências experimentais relevantes sobre o potencial das superfícies altamente porosas na melhoria da integração óssea precoce. Estudos clínicos futuros serão necessários para confirmar a aplicabilidade desses achados na prática implantológica diária.