Influência de condições sistêmicas na resposta óssea a implantes com superfícies hidrofílica e hidrofóbica: avaliação mecânica e proteômica - Silva, Bruno Luís Graciliano [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
O presente estudo teve como objetivo avaliar as propriedades mecânicas do tecido ósseo peri-implantar adjacente a implantes dentários hidrofílicos e hidrofóbicos, bem como caracterizar o perfil proteômico do osso neoformado ao redor de implantes hidrofílicos, em modelo experimental de obesidade induzida e de terapia crônica com bisfosfonatos, nos períodos de 15 e 45 dias pós-implantação. As amostras analisadas foram obtidas a partir dos experimentos conduzidos por Silva et al. (2023) e Sánchez-Puetate et al. (2024). Após a indução das condições sistêmicas propostas, implantes hidrofílicos e hidrofóbicos foram instalados bilateralmente nas tíbias de ratos, permanecendo por um período de 15 ou 45 dias (n = 8 animais por grupo/superfície de implante/período). Decorrido o tempo experimental, os animais foram submetidos à eutanásia, e as amostras coletadas foram processadas para o teste de nanoindentação, e análises proteômica e imunohistoquímica (IHC). O teste de nanoindentação consistiu na realização de 30 indentações por espécime, utilizando perfil de carga com pico de 300 μN, taxa de carregamento de 60 μN/s, tempo de carregamento de 10 segundos e descarregamento de 2 segundos. A análise proteômica incluiu extração proteica, digestão enzimática e separação por nano cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS). Os espectros obtidos foram processados por bioinformática utilizando a metodologia PSM (Peptide Spectrum Match) no software Proteome Discoverer 2.1, empregando o algoritmo SEQUEST contra o banco de dados UniProt para Rattus norvegicus. As análises de ontologia gênica (GO) e de enriquecimento funcional foram conduzidas na plataforma DAVID (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery), enquanto a determinação de abundância diferencial e a análise de interações proteína–proteína foram realizadas na plataforma STRING. A IHC foi empregada para confirmar a presença de proteínas previamente identificadas na análise proteômica. Os resultados obtidos indicaram ausência de diferenças estatisticamente significativas na dureza e no módulo de elasticidade do tecido ósseo peri-implantar entre os diferentes grupos experimentais, independentemente do tipo de superfície do implante, da condição sistêmica, ou do período experimental. Por outro lado, a análise proteômica revelou alterações relevantes no perfil protéico do osso adjacente a implantes hidrofílicos. A presença das proteínas histona H4, SPARC, colágeno, S100 e periostina foi corroborada pela IHC. Assim, os achados sugerem que, embora a obesidade induzida e a terapia crônica com bisfosfonatos possam promover alterações moleculares detectáveis no perfil proteico do tecido ósseo formado ao redor de implantes hidrofílicos, tais modificações não se traduzem em mudanças significativas nas propriedades mecânicas — dureza e módulo de elasticidade — do tecido analisado.

This study aimed to evaluate the mechanical properties of peri-implant bone tissue adjacent to hydrophilic and hydrophobic dental implants, as well as to characterize the proteomic profile of newly formed bone around hydrophilic implants, in an experimental model of induced obesity and chronic bisphosphonate therapy, at 15- and 45-days post-implantation. The analyzed samples were obtained from experiments conducted by Silva et al. (2023) and Sánchez-Puetate et al. (2024). Following induction of the previously mentioned systemic conditions, hydrophilic and hydrophobic implants were bilaterally placed in the tibiae of rats and maintained for either 15 or 45 days (n = 8 animals per group/implant surface/period). At the end of each experimental period, the animals were euthanized, and the collected samples were processed for nanoindentation testing, proteomic analysis, and immunohistochemistry (IHC). The nanoindentation test consisted of 30 indentations per specimen, using a load profile with a peak load of 300 μN, loading rate of 60 μN/s, a 10-second loading period, and a 2-second unloading period. Proteomic analysis included protein extraction, enzymatic digestion, and separation by nano-liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The acquired spectra were processed using bioinformatics based on the Peptide Spectrum Match (PSM) methodology in Proteome Discoverer 2.1 software, employing the SEQUEST algorithm against the UniProt database for Rattus norvegicus. Gene Ontology (GO) and functional enrichment analyses were performed using the Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery (DAVID), whereas differential abundance and protein–protein interaction analyses were conducted via the STRING platform. IHC was performed to confirm the presence of proteins previously identified in the proteomic analysis. Results showed no statistically significant differences in the hardness or elastic modulus of peri-implant bone tissue among the experimental groups, regardless of implant surface type, systemic condition, or experimental period. Conversely, proteomic analysis revealed relevant alterations in the protein profile of bone adjacent to hydrophilic implants. The presence of histone H4, SPARC, collagen, S100, and periostin proteins was confirmed by IHC. In conclusion, the findings suggest that, although induced obesity and chronic bisphosphonate therapy may cause detectable molecular changes in the proteomic profile of bone tissue formed around hydrophilic implants, these alterations do not result in significant modifications in the mechanical properties - hardness and elastic modulus - of the analyzed tissue.
Influence of systemic conditions on bone response to implants with hydrophilic and hydrophobic surfaces: mechanical and proteomic evaluation
Keywords: Implantes dentários; Obesidade; Difosfonatos; Osseointegração; Dental implants; Obesity; Diphosphonates; Osseointegration