A malha de titânio impressa em 3D com alta porosidade permite uma melhor regeneração óssea

Rui Ma, Qian Liu, Libo Zhou, Lingxiao Wang 

Full text link: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36604677/

A malha de titânio impressa em 3D com alta porosidade permite uma melhor regeneração óssea

1. Referência científica

• Título do estudo: A malha de titânio impressa em 3D com alta porosidade permite uma melhor regeneração óssea
• Autores: Rui Ma, Qian Liu, Libo Zhou, Lingxiao Wang
• Revista científica: BMC Oral Health
• Ano de publicação: 2023
• DOI: 10.1186/s12903-023-02717-5

2. Contexto científico

A reconstrução de defeitos ósseos alveolares continua a ser um dos principais desafios da implantologia moderna. Pacientes com atrofia óssea severa, perdas ósseas decorrentes de extrações dentárias, traumatismos ou anomalias congénitas frequentemente necessitam de procedimentos de regeneração óssea antes da colocação de implantes dentários.

As malhas de titânio são amplamente utilizadas em técnicas de regeneração óssea guiada (ROG), uma vez que proporcionam estabilidade mecânica e preservam o espaço necessário para a formação de novo osso. Com o desenvolvimento da odontologia digital, da tecnologia CAD/CAM e da impressão tridimensional, tornou-se possível fabricar malhas personalizadas adaptadas às características anatómicas de cada defeito ósseo.

Apesar da extensa utilização clínica destes dispositivos, a influência específica da porosidade na regeneração óssea permanece relativamente pouco documentada. O presente estudo foi desenvolvido para avaliar de que forma diferentes níveis de porosidade podem afetar o processo de neoformação óssea em defeitos alveolares, contribuindo para a otimização do desenho das malhas de titânio utilizadas em cirurgia oral e implantologia.

3. Objetivo do estudo

O objetivo principal desta investigação foi analisar o impacto de diferentes níveis de porosidade em malhas de titânio personalizadas produzidas por impressão 3D na regeneração de defeitos ósseos alveolares.

Os autores procuraram determinar se um aumento da porosidade poderia favorecer a formação de novo tecido ósseo, mantendo simultaneamente as propriedades estruturais necessárias para garantir a estabilidade do processo regenerativo.

4. Metodologia

Trata-se de um estudo pré-clínico realizado num modelo animal.

Foram incluídos nove cães da raça Beagle. Após a extração dos primeiros aos quartos pré-molares mandibulares e um período de cicatrização de três meses, foram criados defeitos ósseos padronizados na mandíbula.

Foram avaliadas três malhas de titânio impressas em 3D com diferentes níveis de porosidade:

• Baixa porosidade (LP): 55%
• Porosidade intermédia (MP): 62%
• Alta porosidade (HP): 68%

Os defeitos foram preenchidos com partículas de osso autógeno e posteriormente cobertos com a respetiva malha de titânio e uma membrana de colagénio Bio-Gide.

As avaliações foram realizadas após 4, 8 e 12 semanas através de microtomografia computorizada (micro-CT) e análises histológicas utilizando colorações por azul de toluidina e fucsina básica. Foram avaliados parâmetros relacionados com a microarquitetura óssea, incluindo espessura trabecular, número de trabéculas, separação trabecular e fração de volume ósseo.

5. Principais resultados

Os resultados obtidos por micro-CT e pelas análises histológicas demonstraram um desempenho superior das malhas com maior porosidade.

A avaliação imagiológica revelou que o grupo HP apresentou valores mais elevados de espessura trabecular (Tb.Th), número de trabéculas (Tb.N) e relação entre volume ósseo e volume total (BV/TV) quando comparado com os grupos de porosidade intermédia e baixa. Por outro lado, a separação trabecular (Tb.Sp) mostrou-se inferior no grupo HP, indicando uma estrutura óssea mais densa.

As observações histológicas corroboraram estes achados. Após 8 e 12 semanas, o número de trabéculas foi superior no grupo de alta porosidade. Aos 12 semanas, a fração de volume ósseo também foi mais elevada neste grupo. As secções histológicas evidenciaram uma ocupação mais extensa do defeito por osso neoformado quando foi utilizada a malha com 68% de porosidade.

As diferenças observadas entre os grupos foram estatisticamente significativas (p < 0,05).

6. Análise clínica

Os resultados sugerem que a porosidade da malha de titânio pode influenciar diretamente o ambiente biológico responsável pela regeneração óssea.

Uma maior porosidade poderá favorecer a circulação de nutrientes, fatores de crescimento e células envolvidas na osteogénese, criando condições mais favoráveis para a formação de novo osso. Dentro dos parâmetros avaliados neste estudo, a porosidade mais elevada esteve consistentemente associada a melhores indicadores de regeneração óssea.

Esta observação apresenta potencial interesse para procedimentos de aumento ósseo realizados antes da colocação de implantes dentários, especialmente em situações de defeitos ósseos extensos que exigem manutenção estável do espaço regenerativo. A crescente utilização de fluxos digitais e de malhas personalizadas torna particularmente relevante a compreensão do impacto dos diferentes parâmetros de desenho destes dispositivos.

Contudo, os resultados devem ser interpretados com prudência. Trata-se de uma investigação realizada em animais e, por esse motivo, não permite extrapolações diretas para a prática clínica humana. Além disso, apenas três níveis específicos de porosidade foram avaliados, não sendo possível definir um valor ideal aplicável a todas as situações clínicas.

7. Aplicações clínicas

Os resultados deste estudo podem ser particularmente relevantes nos seguintes contextos:

• Regeneração óssea guiada (ROG).
• Reconstrução de defeitos ósseos alveolares extensos.
• Aumentos ósseos horizontais e verticais.
• Reabilitação implantar em pacientes com atrofia óssea significativa.
• Planeamento digital através de tecnologias CAD/CAM.
• Utilização de malhas de titânio personalizadas produzidas por impressão 3D.
• Cirurgia oral e reconstrução maxilofacial complexa.

Além disso, os dados obtidos podem contribuir para o aperfeiçoamento futuro de biomateriais personalizados destinados à regeneração óssea e à implantologia avançada.

8. Nível de evidência, limitações e transparência

Este trabalho corresponde a um estudo pré-clínico realizado num modelo animal.

O seu nível de evidência é, portanto, inferior ao de ensaios clínicos controlados realizados em seres humanos. Embora forneça informações relevantes sobre os mecanismos biológicos envolvidos na regeneração óssea, os seus resultados não devem ser interpretados como evidência clínica definitiva.

Entre as principais limitações destacam-se o número reduzido de animais incluídos, o período máximo de acompanhamento de doze semanas e a ausência de validação clínica em pacientes humanos.

Relativamente à transparência, um dos autores encontrava-se afiliado à empresa Digital Mesh Beijing Technology Co., Ltd., que atua na área das malhas de titânio personalizadas. Contudo, os autores declararam não possuir conflitos de interesse concorrentes.

9. Pontos-chave do estudo

• Tipo de estudo: Estudo pré-clínico em modelo animal
• Nível de evidência: Pré-clínico
• População estudada: 9 cães Beagle
• Número de pacientes ou implantes: Não especificado nos dados fornecidos
• Duração do acompanhamento: 12 semanas
• Parâmetro principal avaliado: Influência da porosidade da malha de titânio na regeneração óssea
• Principal resultado: A malha com 68% de porosidade apresentou os melhores parâmetros de regeneração óssea
• Conclusão científica: Uma porosidade mais elevada, dentro do intervalo estudado, pode favorecer a reparação de defeitos ósseos extensos
• Principais limitações: Modelo animal, amostra reduzida e ausência de validação clínica em humanos

10. Impacto científico

Este estudo acrescenta evidência experimental à compreensão dos fatores estruturais que influenciam o desempenho biológico das malhas de titânio personalizadas.

Enquanto muitas investigações anteriores se concentraram principalmente nas propriedades mecânicas dos materiais, esta pesquisa destaca a porosidade como um potencial determinante da qualidade da regeneração óssea. Os resultados indicam que a arquitetura da malha pode desempenhar um papel relevante na resposta biológica do tecido ósseo durante o processo de cicatrização.

O trabalho enquadra-se também na evolução da implantologia digital e da fabricação aditiva, áreas em que a personalização dos dispositivos médicos assume uma importância crescente. Os dados apresentados fornecem uma base científica útil para futuras investigações destinadas a otimizar o desenho de malhas de titânio utilizadas em procedimentos de regeneração óssea guiada.

Serão necessários estudos clínicos em humanos para confirmar a aplicabilidade destes resultados na prática clínica diária.

11. Conclusão editorial

Esta investigação pré-clínica demonstra que uma malha de titânio personalizada, produzida por impressão 3D e com elevada porosidade, pode favorecer uma regeneração óssea mais eficaz do que estruturas com menor porosidade num modelo experimental de defeitos ósseos mandibulares. Embora a extrapolação direta para a clínica humana exija confirmação através de estudos clínicos, os resultados reforçam a importância do desenho estrutural das malhas de titânio no desenvolvimento de soluções avançadas para regeneração óssea e reabilitação implantar.