Análise da osseointegração em implantes de titânio fabricados pela técnica de manufatura aditiva com laser com diferentes superfícies

Abstract

Este estudo teve como objetivo avaliar a osseointegração de implantes dentários de titânio fabricados por manufatura aditiva com laser, apresentando superfícies com diferentes padrões de porosidade: organizada e desorganizada. Para isso, foram utilizados 20 ratos machos adultos (Rattus norvegicus albinus), nos quais foram instalados 40 implantes em suas tíbias, divididos em dois grupos experimentais: superfície porosa organizada (SPO) e superfície porosa desorganizada (SPD), sendo que cada tíbia recebeu um tipo diferente de implante, alocado de forma aleatória. As análises foram realizadas nos períodos de 7 e 21 dias. Os implantes foram projetados em software CAD, com controle preciso de porosidade (30 a 50%) e tamanho de poros (200 a 250 μm), ao redor de um núcleo denso, e fabricados com liga Ti6Al4V Grau 23 por meio da técnica de fusão seletiva a laser. As amostras foram submetidas à análise histomorfométrica, sendo os dados analisados estatisticamente pelo teste de normalidade de Shapiro-Wilk e ANOVA de dois fatores com pós-teste de Tukey (p<0,05). Os resultados demonstraram aumento progressivo dos valores de contato osso-implante (BIC) em todos os grupos no período de 21 dias, demonstrando que a osseointegração é tempo dependente. No período de 7 dias, os implantes com superfície porosa organizada apresentaram valores significativamente maiores de BIC total (23.5%) em comparação aos de superfície desorganizada (5.6%) (p<0,05), sugerindo que a organização dos poros favorece a osseointegração inicial. Entretanto, após 21 dias, não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos (SPO: 51.3% vs. SPD: 43.2%; p=0,65), indicando que ambos os padrões de superfície alcançaram desempenho semelhante no médio prazo. As falhas precoces de osseointegração ocorreram apenas no grupo com superfície desorganizada, o que reforça a hipótese de que a arquitetura organizada promove uma melhor osseointegração na fase inicial. Conclui-se que a manufatura aditiva permite a produção de implantes com desempenho biológico eficiente e que a organização da porosidade pode acelerar a osseointegração nos estágios iniciais. No entanto, a ausência de diferenças significativas no estágio mais avançado de cicatrização sugere que a médio e longo prazo outros fatores biomecânicos e biológicos também influenciam o sucesso clínico. Assim, a personalização de superfícies porosas organizadas surge como uma estratégia promissora no desenvolvimento de implantes dentários com maior previsibilidade clínica. Estudos clínicos futuros são necessários para validar esses resultados em humanos e avaliar seu impacto na prática odontológica.

This study aimed to evaluate the osseointegration of titanium dental implants manufactured using laser-based additive manufacturing, featuring surfaces with different porosity patterns: organized and disorganized. For this purpose, 20 adult male rats (Rattus norvegicus albinus) were used, and 40 implants were placed in their tibiae, divided into two experimental groups: organized porous surface (SPO) and disorganized porous surface (SPD), with each tibia receiving a different type of implant, randomly allocated. Analyses were performed at 7 and 21 days. The implants were designed using CAD software with precise control of porosity (30–50%) and pore size (200–250 μm) around a dense core and fabricated using the Ti6Al4V Grade 23 alloy by selective laser melting technique. The samples underwent histomorphometric analysis, and the data were statistically evaluated using the Shapiro-Wilk normality test and two-way ANOVA with Tukey's post-hoc test (p<0.05). The results showed a progressive increase in bone-to-implant contact (BIC) values in all groups after 21 days, demonstrating that osseointegration is time-dependent. At 7 days, implants with an organized porous surface showed significantly higher total BIC values (23.5%) compared to those with a disorganized surface (5.6%) (p<0.05), suggesting that pore organization favors early osseointegration. However, after 21 days, no statistically significant difference was observed between the groups (SPO: 51.3% vs. SPD: 43.2%; p=0.65), indicating that both surface patterns achieved similar performance in the medium term. Early osseointegration failures occurred only in the disorganized surface group, reinforcing the hypothesis that organized architecture promotes better integration in the initial healing phase. It is concluded that additive manufacturing enables the production of implants with efficient biological performance and that the organization of porosity can accelerate early osseointegration. Nevertheless, the absence of significant differences at later healing stages suggests that, in the medium and long term, other biomechanical and biological factors also influence clinical success. Thus, the customization of organized porous surfaces emerges as a promising strategy in the development of dental implants with greater clinical predictability. Future clinical studies are necessary to validate these results in humans and assess their impact on dental practice.