Funcionalização de implantes produzidos por manufatura aditiva com vitamina K 2: reparo ósseo peri-implantar em modelo pré-clínico de deficiência de estrogênio

Abstract

estrogênica. A pesquisa compreendeu etapas in vitro e in vivo. Na etapa in vitro, células osteoblásticas obtidas da medula óssea femoral de ratas (n = 9) foram cultivadas para avaliação da viabilidade celular, conteúdo de proteína total, atividade de fosfatase alcalina, formação de nódulos de mineralização e morfologia celular. Na etapa in vivo, foram utilizadas 64 ratas Wistar, distribuídas em oito grupos experimentais (n = 8 por grupo), de acordo com a combinação de três fatores: condição sistêmica, controle (SHAM) ou ovariectomizada (OVX); tipo de implante, sólido (SO) ou com câmara oca de osseointegração (CO); e tratamento de superfície, convencional (CONV) ou funcionalizado com Vitamina K2 (VK2). Dessa forma, foram constituídos os grupos SHAM SO CONV, SHAM SO VK2, SHAM CO CONV, SHAM CO VK2, OVX SO CONV, OVX SO VK2, OVX CO CONV e OVX CO VK2. Os implantes foram instalados nas tíbias, com avaliações aos 14 e 28 dias pós-operatórios, por meio de torque reverso, PCR em tempo real e microtomografia computadorizada. A análise molecular contemplou fosfatase alcalina, osteocalcina, fator de crescimento do endotélio vascular, osteoprotegerina e ligante do receptor ativador do fator nuclear Kappa B. A avaliação microtomográfica compreendeu percentual de volume ósseo, número, espessura e separação trabecular, além da superfície de intersecção. Na etapa in vitro, a Vitamina K2 promoveu maior atividade metabólica celular aos 7 dias, sem aumento correspondente da diferenciação osteoblástica ou mineralização. Na etapa in vivo, não foram observadas diferenças estatisticamente significativas no torque reverso aos 14 dias. A análise molecular evidenciou alterações na relação entre osteoprotegerina e seu ligante nos animais ovariectomizados, enquanto os implantes com câmara oca funcionalizados com vitamina K2 apresentaram alterações na expressão de fosfatase alcalina e fator de crescimento do endotélio vascular. A microtomografia demonstrou maiores valores de volume ósseo e número de trabéculas aos 28 dias nos animais controle com implantes sólidos convencionais, enquanto os animais ovariectomizados com implantes de câmara oca funcionalizados apresentaram maiores valores absolutos de espessura e número trabecular aos 14 dias em comparação aos 28 dias. Concluiu-se que a deficiência de estrogênio modificou a resposta molecular e a microarquitetura óssea peri-implantar, enquanto a funcionalização com Vitamina K2 esteve associada a alterações celulares e moleculares nas fases iniciais do reparo, sem demonstrar superioridade na mineralização ou estabilidade biomecânica dos implantes.