Osseointegração após tratamento químico ácido-básico e adição de estrôncio em superfície de implantes de titânio: estudo pré-clínico em ratos

Abstract

Com o avanço técnico, científico e industrial, a variedade de características de superfícies e possibilidades para o tratamento de superfície do titânio abre oportunidade para melhora de seu desempenho biológico. Acelerar o processo de osseointegração tem sido investigado, na tentativa de abreviar a instalação da prótese final e ampliar a longevidade aos tratamentos reabilitadores. A nanobiotecnologia em Implantodontia emergiu na evolução dos estudos da microtopografia, buscando investigar as interações teciduais entre as alterações físico/química dos implantes e sua relação com a porção óssea remanescente. As características macrométricas e nanométricas da superfície dos implantes irão determinar a troca iônica com o osso adjacente. O tratamento com superfície alcalino e ácidos já são métodos bem descritos na literatura, demonstrando bioatividade favorável e aumento no desempenho da osseointegração. A adição de metais, em especial o estrôncio (Sr) possui grande vantagem, onde diversos estudos demonstram seus efeitos benéficos para o tratamento de osteoporose, dores ósseas, tratamento de câncer ósseo, aumento da fosfatase alcalina e síntese de colágeno. Diante do exposto, o objetivo deste estudo pré-clínico é avaliar em ratos (Rattus Norvegicus) (n=64) o potencial osteogênico e a biocompatibilidade de implantes de titânio comercialmente puro (Ticp), com tratamento químico (ácido e alcalino) da superfície, associado à posterior adição de estrôncio, por dois diferentes métodos. Assim, serão comparados 4 grupos experimentais (n=16/grupo): G1- implantes sem tratamento de superfície - Ticp (Controle); G2- tratamento ácido + básico da superfície - Ticp H2PO4+NaOH, G3- tratamento similar ao G2, seguido de adição de estrôncio pelo método hidrotermal - Ticp H2PO4+NaOH +Sr1, G4 – tratamento G2 seguido por incorporação química do estrôncio – Ticp H2PO4+NaOH+Sr2. Os implantes serão instalados bilateralmente nas tíbias dos animais, totalizando 128 amostras, seguindo a normatização ISO 22911:2016. Nos períodos experimentais de 15 e 45 dias os animais serão eutanasiados para remoção do tecido ósseo contendo os implantes. Nesse momento será avaliado o torque de remoção do implante. Após, serão realizadas avaliação radiográfica histomorfométrica semiquantitativa do efeito biológico, contato osso-implante (BIC – bone-implant contact) e área óssea formada (BA – bone area) . Para análise estatística dos dados será aplicado o teste de Shapiro-Wilk para avaliação da normalidade, seguido de testes estatísticos apropriados, paramétricos ou não, para análise multivariada. Será considerado o nível de significância de 5% para todas as análises.

With the technical, scientific and industrial advancement, the variety of surface characteristics and possibilities for the surface treatment of titanium opens an opportunity to improve its biological performance. Accelerating the osseointegration process has been investigated, in an attempt to shorten the installation of the final prosthesis and extend the longevity of rehabilitation treatments. Nanobiotechnology in Implantology has emerged in the evolution of microtopography studies,seeking to investigate the tissue interactions between the physical / chemical changes of the implants and their relationship with the remaining bone portion. The macrometric and nanometric characteristics of the implant surface will determine ion exchange with the adjacent bone. The treatment with alkaline surfaces and acids are well-described in the literature, demonstrating favorable bioactivity and increased osseointegration performance. The addition of metals, especially strontium (Sr) has a great advantage, where several studies demonstrate its beneficial effects for the treatment of osteoporosis, bone pain, treatment of bone cancer, increased alkaline phosphatase and collagen synthesis. Given the above, the objective of this preclinical study is to evaluate in rats (Rattus Norvegicus) (n = 64) the osteogenic potential and the biocompatibility of commercially pure titanium implants (Ticp), with chemical treatment (acid and alkaline) of the surface , associated or not with subsequent addition of strontium. Thus, 4 experimental groups will be compared (n=16/group): G1- implants without surface treatment - Ticp (Control); G2- acid + basic surface treatment - Ticp H2PO4 + NaOH, G3- similar to G2 + strontium addition by the hydrothermal method - Ticp + H2PO4 + NaOH + Sr1, G4 - similar to G2 + chemical incorporation of strontium Ticp H2PO4 + NaOH + Sr2. The implants will be installed bilaterally in the tibias of the animals, totaling 128 samples, following the ISO 22911: 2016 standardization. In the experimental periods of 15 and 45 days, the animals will be euthanized to remove the bone tissue containing the implants. At that moment, the implant removal torque will be evaluated. After, the samples will be processed for semiquantitative histomorphometric evaluation of the biological effect, bone-implant contact (BIC -boneimplant contact) and formed bone area (BA - bone area). For statistical analysis of the data, the Shapiro-Wilk test will be applied to assess normality, followed by appropriate statistical tests, parametric or not, for multivariate analysis. The significance level of 5% will be considered for all analyzes.