Avaliação da osseointegração de implantes de titânio com tratamento de superfície e associação com estrôncio: estudo em ratos

Abstract

A reabilitação oral com implantes dentários visa devolver a capacidade funcional de mastigação e estética do paciente. Atualmente, os avanços técnicos, científicos e industriais, tem auxiliado a ciência da bioengenharia na busca por implantes que diminuam o intervalo de osseointegração visando reabilitar perdas dentárias causadas por atrofia pós-extração dentária, neoplasias, traumas e doenças periodontais. Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi avaliar in vivo, em tíbias de ratos, os efeitos do tratamento de superfície, associado à adição de estrônico (Sr2+), na osseointegração de implantes de titânio comercialmente puros (Ticp). Foram utilizados tíbias bilaterais de 64 ratos (Holtzman), divididos em quatro grupos experimentais: Ticp usinado – Controle (U) (n=16), (MN) tratamento micro nano (n=16), tratamento micro e nano com adição de Sr2+ (MNSr) (n=16), e tratamento micro nano com maior adição de Sr2+ (MNSr+) (n=16). Os animais foram divididos em dois períodos experimentais (n=8): 15 (quinze) e 45 (quarenta e cinco) dias, após os quais foram eutanasiados. As tíbias foram removidas e alocadas para diferentes análises: tíbia direita (análise tomográfica por Micro-CT e histométrica – sistema EXAKT) e tíbia esquerda (análise do torque de remoção e expressão gênica por RT-qPCR). Os resultados do torque de remoção evidenciaram uma maior osseointegração nos períodos tardios e nas superfícies tratadas (MN, MNSr e MNSr+). A análise óssea por Micro-CT demonstrou que, na área cortical, as superfícies tratadas com estrôncio, promoveram aumento da formação óssea e redução dos espaços entre as trabéculas. Perante a análise histométrica, no osso cortical houve maior BIC nos grupos MN (15 dias) e MNSr (45 dias) quando comparados ao controle. No entanto, a análise de expressão gênica de marcadores de atividade osteogênica não apresentou diferença estatística entre os grupos, no período de 15 dias. Em estudo complementar de 7 dias in vitro, os pré-osteoblastos de camundongos (MC3T3-E1) foram semeadas sobre discos de Ti com os mesmos tratamentos de superfície e analisadas quanto à expressão gênica e produção de marcadores de diferenciação e atividade osteoblástica, respectivamente, por RT-qPCR e ELISA. Em ambas as análises observou-se maior expressão e síntese proteica de BMP2 e osteopontina em células semeadas sobre as superfícies MNSr e MNSr+. Os resultados sugerem que as novas superfícies tratadas pelo tratamento de superfície com adição do estrôncio são promissoras e superiores à superfície usinada em algumas análises. Porém, nas condições estudadas, foram similares entre si (p> 0.05). Assim, esta pesquisa aponta a necessidade de continuidade e avanço de estudos translacionais, visando melhor esclarecer os benefícios clínicos das superfícies estudadas à implantodontia.

Oral rehabilitation with dental implants aims to restore the patient's functional chewing and aesthetic capacity. Currently, technical, scientific and industrial advances have helped the science of bioengineering in the search for implants that reduce the osseointegration interval in order to rehabilitate tooth loss caused by post-extraction tooth atrophy, neoplasms, trauma and periodontal diseases. In this sense, the aim of the present study was to evaluate in vivo, in rat tibias, the effects of surface treatment, associated with the addition of strontium (Sr2+), on the osseointegration of commercially pure titanium implants (Ticp). Bilateral tibias of 64 rats (Holtzman) were used, divided into four experimental groups: Machined Ticp – Control (U) (n=16), (MN) micro nano treatment (n=16), micro nano treatment with addition of Sr2+ (MNSr) (n=16), and micro nano treatment with higher addition of Sr2+ (MNSr+) (n=16). The animals were divided into two experimental periods (n=8): 15 (fifteen) and 45 (forty-five) days, after which they were euthanized. The tibiae were removed and allocated for different analyses: right tibia (tomographic analysis by Micro-CT and histometric analysis – EXAKT system) and left tibia (analysis of removal torque and gene expression by RT-qPCR). The results of the removal torque showed greater osseointegration in the later periods and on the treated surfaces (MN, MNSr and MNSr+). Bone analysis by Micro-CT showed that, in the cortical area, surfaces treated with strontium promoted increased bone formation and reduced spaces between trabeculae. Before the histometric analysis, in the cortical bone there was a higher BIC in the MN (15 days) and MNSr (45 days) groups when compared to the control. However, the analysis of gene expression of markers of osteogenic activity showed no statistical difference between the groups, in the period of 15 days. In a complementary in vitro study, mouse pre-osteoblasts (MC3T3-E1) were seeded on Ti discs with the same surface treatments and analyzed for gene expression and production of differentiation markers and osteoblastic activity, respectively, by RT-qPCR and ELISA. In both analyzes, a higher expression and protein synthesis of BMP2 and osteopontin was observed in cells seeded on the MNSr and MNSr+ surfaces. The results suggest that the new surfaces treated by the surface treatment with the addition of strontium are promising and superior to the machined surface in some analyses. However, under the studied conditions, they were similar to each other (p> 0.05). Thus, this research points to the need for continuity and advancement of translational studies, aiming to better clarify the clinical benefits of the surfaces studied in implant dentistry.