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MonografiaAdesão óssea aos nanocristais de dióxido de titânio:

Uma evidência de biocompatibilidade e osseointegração

07/10/11

Ronaldo José de AlmeidaEspecialização em Implantodontia

ABO-UNINGÁ

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Introdução

Branemark 1969

Drexler 1986

Feynman 1959

Per-Ingvar Branemark

Richard Phillips Feynman

Kin Eric Drexler

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Introdução

nanoMundo

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Introdução

“A nanotecnologia tem contribuído de forma signficativa na indústria brasileira”

Protetor solar, Produtos esportivos, Tecidos, Cosmédicos, Automóveis, medicamentos, etc.

Áreas:

Energia, Agropecuária, Naval, Siderurgia, Odontológica, microeletrônica, diagnóstico e prevenção de doenças

Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial - 2011

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Introdução

nanotecnologia

Habilidade de manipulação de átomos na escala compreendida entre 0,1

e 100 nm, com o objetivo de criar estruturas maiores fundamentamente

com uma nova organização estrutural e, normalmente com fins comerciais

ASTM E2456

American Society for Testing and Materials

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Introdução

1-OLED (Diodo Orgânico Emissor de Luz)2-Filme Fotovoltaico que converte luz em eletricidade3-Revestimento para janelas com UV, resistentes à riscos 4-Tecidos resistentes à Manchas e com controle de temperatura5-Roupas inteligentes que medem pulso e respiração6-Estruturatubular leve e muito resistente

7-Articulação de coxa feita de material biocompatível 8-Tintas com nanopartículas para prevenir corrosão 9-Vidro termocromático para regular a luz10-Camadas magnéticas para memórias compactas11-Céluas combustíveis de nanotubos de carbono 12-Implante auricular nano-engenheirado

nanotecnologia no cotidiano

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Introdução

Qualidade De vida

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Introdução

Caracterização por AFM

Caracterização por MO

Teste de Biocompatibilidade

Caracterização por DRX e Raman

Síntese por via úmida e Sinterização

LOGOnanoBiomateriais

Revisão

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Revisão de Literatura

18921892Dressman utilizou pela primeira vez o gesso Paris (CaSO4 . 1/2 H2O) em cavidades ósseas.

19531953 Urist et al descrevem sobre a osteogênese de contato, substituição e a evidência da formação óssea por indução

19561956Nikulin et al comparam defeitos ósseos preenchidos com gesso Paris e descartam sua indicação como substituto ósseo.

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19811981Albrektsson et al descrevem 06 requisitos para assegurar a osseointegração e reforçam as evidências que existe uma adesão de natureza química entre o óxido de titânio e o tecido ósseo.

19831983Branemark et al acreditam que o sucesso dos implantes é definido pelo selamento biológico do tecido gengival e pela capacidade de osseointegração, caracterizada por MEV e MET.


19811981Adel et al relataram o sucesso da terapia com implantes de titânio em 15 anos de acompanhamento logitudual. Sugerem uma potencial capacidade de adesão entre o óxido e o tecido ósseo.

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Albrektsson avaliou o fenômeno da osseointegração através da caracterização por MET e MEV e concluiu que que não é o metal que se liga ao osso, mas sim a camada de 10nm de TiO2.

Parsegian afirma que após a instalação do implante a primeira biomolécula que se deposita em sua superfície é H2O e que uma série de reações e interações bioquímicas se seguem.

19831983Kasemo relata que em meios fisiológicos a camada de TiO2 é altamente protetora e afirma que é possível que não exista contato entre o metal e o osso, mas entre a camadao óxido formada.

19831983

19831983

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Tapash et al comprovam que íons metálicos são liberados apartir do implante e têm sido detectados nos tecidos próximos aos implantes de titânio, sendo causa da periimplantite.

20112011Branemark ressalta que compreensão da osseointegração deve ser compreendida do ponto de vista do Paciente, do meio Biológico , Biomecânico e do Biofísico microscópico e nanometrico.

20112011

Makihira sugere que os íons Ti são em parte responsáveis pela infiltração de monócitos na cavidade oral e podem estar envolvidos na citotoxicidade e inflamação na interface do tecido gengival.

20102010

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Material e Métodos

Almeida, RJ

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Dióxido de titânio

Apresenta-se em 3 fases

Anatase

Rutilo

Bruquita

O titânio foi descoberto em 1791 por William Gregor

Titânio comercialmente puro, ASTM F-67 Liga de titânio 6Al 4V, ASTM F-136

Célula Unitária Tetragonal

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Síntese de TiO2

Isopropóxido de Titânio IV

Ácido Cítrico monohidratado

Etileno Glicol

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Caracterização

Espectroscopia micro-Raman - UNB

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Difratometria de Raios X - UFU

Caracterização

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Através do Difratograma de Raio-X de nossa amostra concluímos que nosso material é o TiO2 em fase anatase e rutilo, é cristalino, possui um tamanho medio de 21 nm, e estrutura de célula unitária tetragonal.

Material e métodos

εhkl= KλΒf cosθ

ε = Tamanho médio (A) K = Fator Formaλ = Comprimento onda (A) Βf = Largura linha (rad)Θ = Ângulo difração (rad)

Eq de Scherrer

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Material e Métodos

A

B

C

D

E

Tricotomia e desinfecção

Anestesia

Loja óssea

Posicionamento implantes

Brocas e copo de teflon

SPANGBERG em 1969

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Metodologia aprovada pela FDI em 1980

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Material e Métodos

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Pasta de TiO2 com solução salina estéril

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Material e Métodos

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Anestesia com relaxante muscular

Via: intramuscular

Dose: 0,6 ml -cloridrato de quetamina- 100mg/ml com cloridrato de Xilazina à 2% - 0,6 mg/ml . (2:1)

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Material e Métodos

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Tricotomia pré-operatória

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Material e Métodos

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Aprovado pelo Comitê de Ética na Utilização de Animais

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Material e Métodos

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Desinfecção pré-operatória extra-oral

Desinfecção

Iodopolividona à 10%

com gaze estéril

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Material e Métodos

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Anestesia infiltrativa na mucosa sinfisária

Anestesia

Cloridrato de lidocaína

0,2% com epinefrina

(1:100.000)

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Material e Métodos

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Incisão reta com bisturi cirúrgico - Lâmina 15c

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Material e Métodos

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Perfuração com brocas especiais – (2mm:2mm)

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Material e Métodos

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Visão das duas perfurações

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Material e Métodos

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Implantes de Teflon instalados e carregados com TiO2

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Material e Métodos

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Sutura com fio de monofilamento de nylon 5.0

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Material e Métodos

Processamento Histológico:

Almeida, RJ

ProcessamentoParafinaCasseteMicrótomoCaptura LâminaEosinaLamínulaHematoxilina

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05 Cobaias para cada material testado, em cada tempo experimental

Espécimes

N =10

N =10

Tempo experimental

30 dias

90 dias

Implante intra-ósseo em cobaias Guinea-Pig

nanoBiomateriais

Material e Métodos

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Avaliação Histológica Qualitativa

At. osteoclástica

Reabsorção material

Necrose

Células Inflamatória

Degeneração decélulas

Vasos e nervos

Suave

Moderada

Intensa

Metodologia definida pela Federação Dentária Internacional e aceito internacionalmente

Material e Métodos

Almeida, RJ

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Resultados

Almeida, RJ


Histológico de 30 dias


Resultados Avaliação histológica do implante de TiO2 aos 30 dias

LOGOOss

o

novo

Oss

o

nanoTiO 2

Tef

lon

C2F

4Resultados

Avaliação histológica do implante de TiO2 aos 30 dias

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Teflon C 2F 4

nanoTiO 2

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Histológico de 90 dias

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Resultados

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Caracterização

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Microscopia de Força Atômica- UFU

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Resultados

Almeida, RJ

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Resultados

Almeida, RJ

Osso

neof

orm

ado

nanoTiO2

DRX

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Resultados

Almeida, RJ

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Tabulação dos dados

Almeida, RJ

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+ Ausente/Suavet; ++ Moderado; +++ Intenso.

Critério Histológico Implantes NCs TiO2 Controle

30 Dias / 90 Dias 30 Dias / 90 Dias

Neutrófilos

Macrófagos

Linfócitos

Plasmócitos

Células Gigantes

Material Disperso

Cápsula

Tecido Ósseo Remodelado

Tecido Necrosado

Reabsorção

+ +

+ +

+ +

+ +

++ +

+ + + +

+ +

+ + + + + +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

Reação Inflamatória

+ +

+ +

Material e Método

Almeida, RJ

FDIFDICritériosCritérios

Aceitável

BiocompatívelOK

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Resultados

30 Dias90 Dias

Almeida, RJ


Discussão Observamos em nossa investigação:

Íntima aposição óssea de osso neoformado e reformado em congruência com as fixações, incluindo as irregularidades de sua superfície.

Na análise por microscopia ótica percebemos a não interposição de tecido conjuntivo fibroso

Conexão estrutural, funcional e direta, capaz de suportar cargas funcionais normais sem iniciar um mecanismo de rejeição.

Per-Ingvar Brånemark

ALBREKTSSON, T. et al Direct bone anchorage os oral implants: clinical and experimental considerations of the concept of osseointegration. Int. J. Prosth. 3(1) (1990) 30 – 41

Osseointegração

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É possível que não exista o contato direto entre o titânio e os tecidos, mas entre os tecidos e a camada de óxido anteriormente formada. KASEMO, em 1983

Discussão

TiO2

B. Kasemo, Biocompatibility of titanium implants: Surface science aspects The Journal of Prosthetic Dentistry, Volume 49, Issue 6, June 1983, Pages 832-837

Almeida, RJ

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Resumo

Almeida, RJ

RamanRamanComposição

DRXDRXEstrutura e tamanho

MOMOTipos celulares - micrométrico

AFMAFMSuperfície - nanométrica

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Conclusão

Osseointegração

Evidenciamos

A osseointegração tanto ao nível da microscopia ótica quanto ao nível da Microscopia de Força atômica

Biológica

Do ponto de vista biológico

Não foi observado nenhum potencial de agressividade.

O material é Biocompatível , segundo a FDI.

De acordo com os nossos resultados

O material testado pode ser

classificado como um biomaterial

Biomaterial

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