Análise in vivo da modulação óssea em implantes de titânio com superfície em nanoescala

Abstract

Nas últimas décadas houve um aumento considerável na utilização dos implantes metálicos para aplicações na área da ortopedia e odontologia, por isso as pesquisas têm como foco estudar os mecanismos biológicos de interação osso-implante. A nanotopografia de superfície de implantes osseointegráveis apresenta efeito direto sobre a resposta biológica óssea. No entanto a maneira como afeta a osseointegração in vivo ainda não está totalmente elucidada. O objetivo neste estudo foi comparar in vivo a influência da superfície em nanoescala (nano) confeccionada em implantes de titânio comercialmente puro (Ticp), comparado-a a superfície lisa (controle) em modelo experimental de camundongos osterix-mcherry (Osx-mcherry), os quais expressam proteína fluorescente concomitante com a expressão do gene osterix (Osx). Os animais receberam implantes de superfície lisa no fêmur direito e com nanoescala no fêmur esquerdo. Após diferentes períodos de eutanásia baseados na metodologia empregada foram realizados nas peças e nas células os seguintes testes biológicos: microscopia eletrônica de varredura (MEV) para avaliação da adesão celular e da superfície do implante; histologia e nanotomografia (nanoCT) para observação e quantificação de osso neoformado na interface osso/implante; citometria de fluxo para quantificação de células marcadas pelo gene osterix; PCR em tempo real (qPCR) para avaliação da expressão gênica; coloração fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP) para contagem de osteoclastos. Nossos resultados mostraram que a maioria dos genes estudados estavam superexpressos nas amostras com superfície em nanoescala sendo que alguns deles apresentaram diferenças estatísticas (Teste t, p < 0.05), tais como: Osx (osterix), Alp (fosfatase alcalina), Prx1(homeobox relacionado emparelhado -1), Dmp1 (Dolicol-fosfatase mannosiltransferase subunidade 1), Bsp (sialoproteína óssea) e Ocn (osteocalcina). Os testes estatísticos ANOVA two way seguido do Teste de Tukey quando necessário, foram utilizados para os demais experimentos e o nível de significância foi estabelecido em p < 0.05. Diferenças estatísticas foram encontradas para o nanoCT e histologia entre as superfícies e períodos avaliados e os melhores resultados foram observados para a nanoescala. A coloração TRAP também mostrou diferenças estatísticas entre as superfícies e períodos estudados, com a superfície lisa mostrando melhores resultados aos 3 dias e a nano aos 5 e 7 dias. Não houve diferença estatística para a citometria de fluxo, porém a superfície em nanoescala mostrou melhores resultados que a lisa em todos os períodos analisados. Concluímos que a superfície em nanoescala possui propriedades osteocondutivas e favorece os eventos biológicos que ocorrem na superfície do implante melhorando o processo de osseointegração.