Avaliação da estabilidade primária de implantes curtos e convencionais instalados em ossos de diferentes densidades

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1 Artigigo original Original article Avaliação da estabilidade primária de implantes curtos e convencionais instalados em ossos de diferentes densidades Evaluation of primary stability of short and conventional implants in bones with different densities Marco Antônio da Costa Borges 1 Rogério Margonar 2 Daniela Oliveira Marques 3 Indira Moraes Gomes Cavalcanti 4 Guilherme José Pimentel Lopes de Oliveira 5 Thallita Pereira Queiroz 6 Resumo objetivo deste estudo foi avaliar a estabilidade primária de implantes curtos e convencionais instalados em ossos com densidades tipo I e tipo IV de origem sintética e natural. Implantes nos tamanhos (Diamêtro x Comprimento) 3,75 x 13 mm, 3,75 x 10 mm, 4,3 x 5,5 mm e 5 x 5,5 mm foram instalados em blocos ósseos seguindo uma sequência de fresagens e avaliados o torque de inserção e o coeficiente de estabilidade primária (CE) através da análise da frequência de ressonância (AFR). Os resultados mostraram que implantes de diferentes tamanhos e ossos de diferentes densidades e origens influenciam tanto nos valores de torque de inserção quanto de AFR (p<0.05). Todos os implantes instalados nos ossos tipo IV apresentaram menores torques de inserção e menores CE (p<0.05) comparados aos instalados nos ossos tipo I, e implantes curtos apresentaram maiores torques que os convencionais intalados no osso tipo I. Assim, a utilização de implantes curtos pode ser uma alternativa viável de tratamento, principalmente em sítios ósseos com maiores densidades. Descritores: Implantes dentários, densidade óssea, torque. Abstract The aim of this study was to assess the primary stability of short and conventional implants placed in bone with type I and type IV densities of synthetic or natural origin. Implants (D x C) of 3.75 x 13 mm, 3.75 x 10 mm, 4.3 x 5.5 mm, and 5 x 5.5 mm were placed in bone blocks following a drilling sequence and assessment of insertion torque and primary stability coefficient (SC) through resonance frequency analysis (RFA). The results showed that implants of different sizes and bones of different densities and origins influence both insertion torque and RFA values (p <0.05). All implants placed in type IV bones presented lower insertion torques and lower SC (p <0.05) compared to those placed in type I bones, and short implants presented higher torques than conventional implants in type I bone. So the use of short implants may be a viable treatment alternative, mainly in bone areas with higher densities. Descriptors: Dental Implants, bone density, torque. 1 Esp. em Implantodontia ABO Uberaba, Me. em Odontologia, Área de Implantodontia UNIARA, Implantodontista e Me. 2 Esp. em Implantodontia e Periodontia, Me. e Dr. em Odontologia UNESP, Prof. das Disciplinas de Periodontia I e II e Coord. do Mestrado em Ciências Odontológicas UNIARA. 3 Me. em Odontologia, Área de Implantodontia UNIARA. 4 Me. e Dr a em Clínica Odontológica, Prótese Dental FOP/UNICAMP, Me. e Dr a. em Clínica Odontológica Mores Smiles Wisconsin, Madison, WI/USA. 5 Esp. em Periodontia, Me. e Dr. em Odontologia Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Professor Assistente de Periodontia e Implantodontia Universidade Federal de Uberlândia. 6 Esp., Me. e Dr a. em Odontologia, Área de CTBMF UNESP, Prof a. Dr a. da Graduação (Cirurgia I e II) e do Mestrado em Implantodontia UNIARA. do autor: taqueiroz@hotmail.com Recebido para publicação : 02/05/2018 Aprovado para publicação: 18/02/2019 Como citar este artigo: Borges MAC, Margonar R, Marques DO, Cavalcanti IMG, Oliveira GJPL, Queiroz TP. Avaliação da estabilidade primária de implantes curtos e convencionais instalados em ossos de diferentes densidades. DOI: /2019;

2 Introdução Material e métodos Artigo original / Original article As técnicas cirúrgicas da Implantodontia vêm sendo aperfeiçoadas na tentativa de melhorar a reabilitação em pacientes edêntulos. Porém, áreas com reabsorção óssea severa resultam na redução da altura e espessura ósseas, o que torna-se uma limitação para o tratamento reabilitador com implantes osseointegráveis, sobretudo em regiões posteriores da mandíbula e maxila, onde o canal mandibular e o assoalho do seio maxilar estão, respectivamente, presentes 27. O uso de implantes de diferentes tamanhos pode auxiliar a reabilitação desses pacientes, e estudos recentes mostraram valores semelhantes para as taxas de sobrevivência dos implantes curtos quando comparados com os implantes convencionais 13. A estabilidade primária do implante é considerada um fator crucial para o sucesso da osseointegração 18, e a qualidade e quantidade do tecido ósseo receptor são de extrema importância neste processo 2. Por definição, a estabilidade primária é a ausência ou minimização de micromovimentação entre o leito receptor e o implante, alcançando uma adaptação fundamental para a formação da interface osso-implante 3,29. A densidade óssea pode ser um fator influenciador na estabilidade dos implantes, e a maioria dos estudos utiliza apenas corpos de prova sintéticos com uma densidade determinada por serem de fácil aquisição, porém, não levam em consideração a origem nem outras densidades. Além disso, vários estudos utilizam diferentes formas para avaliar a estabilidade primária, dentre elas, a análise de frequência de ressonância (AFR) parece ser a mais eficaz e a menos invasiva 16. O Osstell (Integration Diagnostic, Gotemburgo, Suécia) é um instrumento portátil que utiliza a técnica de AFR para medir a estabilidade de implantes dentários e realizar monitoramento da osseointegração. Esse aparelho analisa a oscilação vibratória do implante, realizada por meio de um transdutor conectado ao implante que realiza vibrações dinâmicas num nível de frequência sonora 8,14,28,32 O valor é fornecido como coeficiente de estabilidade do implante (CEI) ou Implant Stability Quotient, que é medida pela AFR, compreendida entre 0 a 100, sendo o valor mais elevado um indicador de maior estabilidade 6-8,10,16. Este estudo teve como objetivo avaliar a estabilidade primária de implantes curtos e convencionais instalados em ossos com densidades tipo I e tipo IV, sintéticos e naturais, por meio da frequência de ressonância e do torque de inserção. Os resultados desse estudo demonstraram que implantes de diferentes tamanhos e ossos de diferentes densidades influenciam tanto nos valores de torque de inserção quanto de AFR. Implantes Foram utilizados 60 implantes da marca Conexão Sistemas de Prótese (Arujá, São Paulo, Brasil), divididos em quatro grupos experimentais: o Grupo 1 (G1) com 15 implantes de tamanhos 3,75 x 13 mm (diâmetro x comprimento) e o Grupo 2 (G2) com 15 implantes de tamanhos 3,75 x 10 mm, ambos com plataforma regular (4,1 mm). O Grupo 3 (G3) conteve 15 implantes curtos com medidas 4,3 x 5,5 mm e o Grupo 4 (G4) conteve 15 implantes curtos com medidas 5 x 5,5 mm. Todos os implantes apresentavam conexão hexagonal externa (HE). Corpos de prova Para reproduzir in vitro a avaliação da estabilidade primária dos implantes em condições similares ao tecido ósseo humano, foram utilizados corpos de prova de origem sintética (artificial) e bovina (natural). Os corpos de provas sintéticos foram confeccionados em poliuretano nas dimensões 5 cm (C) x 2,5cm (L) x 2,5 cm (A) e simulavam as densidades dos ossos naturais tipo I (40 PCF ou 0,64g/cm 3, Figura 1A) e do osso tipo IV (10 PCF ou 0,16g/cm 3, Figura 1B) (Nacional Ossos, Jaú, Brasil). Foram utilizados 10 blocos, sendo 5 com densidade tipo I e 5 com densidade tipo IV. Cada corpo de prova recebeu 4 implantes. Os corpos de prova de origem bovina foram confeccionados a partir das costelas desses animais e apresentaram ao final de sua confecção medidas aproximadas de 5 cm (C) x 3 cm (L) x 1,5 cm (A) (Figura 1C). Cinco costelas com medidas semelhantes foram selecionadas para confecção dos blocos. Esses corpos de prova foram armazenados em freezer a uma temperatura de -10 C, sendo descongelados apenas no dia dos experimentos e mantidos em temperatura ambiente. A qualidade óssea foi confirmada pela tomografia computadorizada em escala de Hounsfield Figura 1 (D1 e D2), nas densidades D1 (maior cortical) e D3 (menor cortical), conforme classificação de Misch para densidades ósseas. 70

3 A B C D1 D2 Sequência de instalação dos implantes Os implantes foram instalados nos blocos ósseos utilizando o Kit Full Osseointegration (Conexão Sistemas de Prótese, Arujá, Brasil), seguindo as sequências de fresagens orientadas pelo fabricante para cada tipo de densidade óssea. As Tabelas 1 e 2 apresentam a sequência de fresas utilizada. A mesma sequência de fresagem estabelecida para o osso tipo I foi executada Figura 1 (A-D) Corpos de prova utilizados neste estudo: A) sintético com densidade semelhante ao osso tipo I, B) sintético com densidade semelhante ao osso tipo IV, e C) costela bovina cuja qualidade óssea foi verificada pela tomografia computadorizada multislice em escala de Hounsfield (D1 e D2). nos corpos de prova de origem bovina. Para os ensaios de fresagens nos diferentes tipos de ossos, foi utilizado um dispositivo desenvolvido por este grupo de pesquisa e submetido à patente no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI, Brasil) (BR ) (Figura 2). Este dispositivo permitiu a instalação dos implantes sem contato manual do pesquisador. Borges MAC, Margonar R, Marques DO, Cavalcanti IMG, Oliveira GJPL, Queiroz TP. 71

4 Tabela 1 Sequência de fresagem nos ossos do tipo I de acordo com os diferentes implantes. Implantes Sequência de fresagem de acordo com o fabricante 3,75 x 10 mm 3,75 x 13 mm Lança 2 2,4/2,8 3 3,2 Countersink e macho de rosca* 4,3 x 5,5 mm Lança 2 2,4/2,8 2,8/3,2 3,2/3,6 Macho de rosca* 5,0 x 5,5 mm Lança 2 2,4/2,8 2,8/3,2 3,2/3,6 3,8/4,2 Macho de rosca* *Opcional. Tabela 2 Sequência de fresagem nos ossos do tipo IV de acordo com os diferentes implantes. Implantes Sequência de fresagem de acordo com o fabricante 3,75 x 10 mm Lança 2 2,4/2,8 2,8/3,2* 4,3 x 5,5 mm Lança 2 2,4/2,8 2,8/3,2 3,2/3,6* 5,0 x 5,5 mm Lança 2 2,4/2,8 3,2/3,6 3,8/4,2* *Opcional mésio-distal, distomesial, vestíbulo-lingual e línguo- -vestibular 10,16 (Figura 3B). A média aritmética desses resultados foi considerada com o CEI dos implantes individualmente. A Figura 2 Dispositivo para perfuração in vitro com peça de mão cirúrgica acoplada para realizar as perfurações prévias à instalação dos implantes. Artigo original / Original article Avaliação da estabilidade primária Após as fresagens, os implantes foram inseridos nos corpos de prova e foi avaliado o torque de inserção dos implantes por meio de um torquímetro manual (Figura 3A). Também foi mensurado o CEI com auxílio do Osstell. Um transdutor do tipo 1 (smartpeg) foi acoplado à plataforma do implante e as mensurações do CEI, para cada implante, foram realizadas nos sentidos B Figura 3 (A-B) A) Torque de inserção no osso artificial tipo IV e B) leitura com Osstell no osso bovino com smartpeg ou transdutor (tipo 1) acoplado à plataforma do implante. 72

5 Análise estatística O software Graphpad Prism 6 (San Diego, CA, Estados Unidos) foi utilizado para execução da análise estatística. O teste de normalidade de Kolgomorov- -Smirnov demonstrou que os dados analisados não se distribuíram de acordo com a normalidade. Dessa forma, os testes não paramétricos de Kruskall-Wallis, complementado pelo teste de Dunn, foram utilizados para a comparação dos diferentes tipos de implante em cada tipo de bloco utilizado, bem como para comparação de cada grupo de implante variando-se o tipo de bloco. Todos os testes estatísticos utilizados nesse estudo foram aplicados ao nível de significância de 5%. Resultados Torque de inserção Os implantes instalados em blocos com densidade de osso do tipo IV apresentaram menores torques de inserção do que os instalados em blocos com densidade de osso do tipo I (G3, G4) e em blocos de osso bovino (G1, G2 e G3) (Tabela 3). Comparando-se os implantes entre cada tipo de osso, foi verificado que houve diferenças apenas nos blocos de osso do tipo I, no qual o G4 apresentou maior torque de inserção do que G1 e G2 (Tabela 3). Tabela 3 Média (mediana) ± desvio padrão dos dados de torque de inserção (N/cm) dos implantes instalados em corpos de prova com diferentes densidades. Implante x Osso Tipo I Tipo IV Bovino G x (45.00) ± 6.51 b (15.00) ± (60.00) ± 7.07 * G x (45.00) ± 2.23 b (14.00) ± (60.00) ± 5.47 * G3 4.3 x (60.00) ± 8.21 *a,b (14.00) ± (60.00) ± 6.07 * G4 5.0 x (70.00) ± 8.36 *a (14.00) ± (60.00) ± 0.00 *Torque de inserção superior aos implantes instalados em blocos com densidade do tipo IV - Kruskall-Wallis complementado com Dunn. Letras diferentes demonstram níveis diferentes de toque de inserção entre os implantes instalados em blocos com mesma densidade - Kruskall-Wallis complementado com Dunn. AFR X 13 Osso Tipo IV 3.75 X X X 5.5 *p< Diferenças entre os grupos Gráfico 1 Implantes com 4,3 x 5,5 mm (G3) apresentaram menores valores de frequência de ressonância dos que os implantes com 3,75 x 13 mm (G1) em osso do tipo IV. AFR Os implantes instalados nos blocos de densidade de osso tipo IV apresentaram menores coeficientes de estabilidade que os implantes instalados nos blocos com densidade tipo I sintético e bovino (p < 0.05). A frequência de ressonância foi superior em implantes do Grupo G1 e G2 no osso bovino comparado com osso artificial tipo I (Tabela 4). Os implantes curtos do Grupo G3 instalados em blocos com densidade de osso tipo IV apresentaram menores valores de frequência de ressonância dos que os implantes Grupo G1 (p < 0.05) (Gráfico 1) e os implantes do Grupo G4 apresentaram menores valores de frequência de ressonância que os implantes do Grupo G2 nos blocos de osso bovino (p < 0.05) (Gráfico 2). AFR X 13 Osso Bovino 3.75 X X X 5.5 *p< Diferenças entre os grupos Gráfico 2 Implantes com 4,3 x 5,5 mm (G4) apresentaram menores valores de frequência de ressonância dos que os implantes com 3,75 x 13 mm (G2) em osso bovino. Borges MAC, Margonar R, Marques DO, Cavalcanti IMG, Oliveira GJPL, Queiroz TP. 73

6 Tabela 4 Frequência de ressonância (Média ± DP) dos implantes instalados em corpos de prova com diferentes densidades. Implante x Osso Tipo I Tipo IV Bovino G x ± 2.02 * ± 1.04 a ± 1.48 *#a,b G x ± 0.87 * ± 5.98 a,b ± 2.71 *#a G3 4.3 x ± 2.17 * ± 4.45 b ± 2.62 *a,b G4 5.0 x ± 2.58 * ± 4.56 a,b ± 8.79 *b *Frequência de ressonância superior aos implantes instalados em blocos com densidade do tipo IV - One-way Anova complementado com Tukey. # Frequência de ressonância superior aos implantes instalados em blocos com densidade do tipo I - One-way Anova complementado com Tukey. Letras diferentes demonstram níveis diferentes de frequência de ressonância entre os implantes instalados em blocos com mesma densidade - One-way Anova complementado com Tukey. Discussão Artigo original / Original article A estabilidade primária é um dos pré-requisitos para a osseointegração e pode ser afetada pela quantidade e qualidade ósseas, procedimento cirúrgico da colocação, forma e revestimento dos implantes 9,19,21. A qualidade óssea é de grande importância para a estabilidade primária, já que uma maior densidade óssea local faz com que haja um maior contato entre o implante e o tecido ósseo, aumentando a estabilidade primária 4,31. Além disso, sabe-se que as taxas de insucesso de implantes em osso de qualidade pobre são maiores 23. Os valores ideais de torque de inserção variam de estudo para estudo, e alguns autores defendem que um valor ideal seria igual ou superior a 35 N/cm para o sucesso da reabilitação com implantes 20. No entanto, estudos prévios não obtiveram valores superiores a 28,8 N/cm e, ainda assim, obtiveram uma taxa de sucesso de 98,9% nos implantes instalados 24. Nesse estudo foi observado valores menores de torque de inserção (média 14 N/cm) nos implantes em blocos de osso tipo IV do que os implantes instalados em blocos de osso do tipo I (média 55 N/m) e em osso bovino (média 57 N/cm). Esse fato reafirma o que a literatura demonstra, que osso de pobre qualidade apresenta estabilidade primária inferior e que protocolos de carregamento imediato devem ser evitados nessas condições. Em relação ao coeficiente de estabilidade, estudos relatam que os valores acima de 47 ou mais apresentavam boa estabilidade primária 19, enquanto valores superiores a 54 indicavam suficiente estabilidade primária para ser exercida carga imediata 12. Em um estudo no qual os valores de coeficiente de estabilidade foram de 69 para uma precisa osseointegração, os autores alertam para a necessidade de determinar individualmente o valor para cada sistema de implantes, porque não existia evidência de um valor crítico, abaixo do qual os implantes seriam considerados não estáveis 11. O que a literatura demonstra é que valores de coeficiente de estabilidade do implante entre 50 e 60 são mais observados em osso trabecular e valores de 60 a 80 são típicos de osso mais denso 25. Um valor abaixo de 45 deve ser encarado como um sinal de alerta e devem ser consideradas medidas para aumentar a estabilidade primária. Observamos neste estudo que os implantes instalados no osso tipo I, tiveram em média um valor de 76 de coeficiente de estabilidade e no osso bovino com uma média de 80 de coeficiente de estabilidade foram maiores que no osso tipo IV com uma média 40 de coeficiente de estabilidade. Um achado importante deste estudo é que os implantes instalados em osso artificial sintético tipo I, mesmo com características homogêneas, tiveram resultados de torque de inserção e análise de frequência de ressonância próximos ao osso natural bovino. Entretanto, observamos apenas o uso de ossos sintéticos em estudos que avaliaram a estabilidade de implantes, por apresentarem características semelhantes aos ossos humanos, pela fácil disponibilidade e por serem amostras com densidades padronizadas 15,30,33. Isto não permite a correta avaliação da estabilidade primária, levando em consideração a densidade óssea. Assim, recomenda-se o uso de corpos de provas de diferentes densidades e origens para obter resultados mais generalizados. Teoricamente, implantes com diferentes tamanhos podem apresentar resultados distintos com relação à obtenção da estabilidade primária. Esta percepção ainda parece ser controversa ou dependente do delineamento experimental de cada estudo, pois alguns autores não consideram o comprimento nem o diâmetro dos implantes correlacionados com a estabilidade 1,5, enquanto outros afirmam que o diâmetro dos implantes tem grande influência na estabilidade primária, já que obtiveram valores superiores em regiões posteriores dos maxilares quando implantes com maiores diâmetros foram instalados 23. Esse estudo demonstrou que nos blocos de osso do tipo I artificial e bovino os implantes com larguras de 4,3 e 5 mm apresentaram torque de inserção maior do que os implantes de comprimento 13 e 10 mm, cujo diâmetro foi de 3,75 mm. A macrogeometria e o desenho do implante poderiam influenciar sua estabilidade 17, embora diversos estudos comprovaram que implantes com diferentes tamanhos e diâmetros obtiveram uma estabilidade primária similar, demonstrando que, provavelmente, o fator preponderante é a qualidade óssea do sítio 5,22,26. 74

7 Conclusão Com base na metodologia realizada e nos resultados obtidos, foi possível concluir que o tipo de densidade óssea influencia o torque de inserção e o coeficiente de estabilidade dos implantes, e que o comprimento do implante favorece o torque de inserção e a frequência de ressonância em ossos de baixa densidade. Desta forma, afirmamos que a utilização de implantes curtos pode ser uma alternativa viável de tratamento, principalmente em sítios ósseos com maiores densidades. Referências 1. Balleri P, Cozzolino A, Ghelli L, Momicchioli G, Varriale A. Stability measurements of osseointegrated implants using Osstell in partially edentulous jaws after 1 year of loading: a pilot study. Clinical Implant Dentistry and Related Research. 2002; 4: Bayarchimeg D, Namgoong H, Kim BK, Kim MD, Kim S, Kim TI, et al. Evaluation of the correlation between insertion torque and primary stability of dental implants using a block bone test. 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