FUNORTE FACULDADE UNIDADES DO NORTE DE MINAS NÚCLEO SALVADOR IAPPEM - INSTITUTO AGENOR PAIVA DE PÓS-GRADUAÇÃO DEMÉTRIO SILVINO BARROS FILHO

0 FUNORTE FACULDADE UNIDADES DO NORTE DE MINAS NÚCLEO SALVADOR IAPPEM - INSTITUTO AGENOR PAIVA DE PÓS-GRADUAÇÃO DEMÉTRIO SILVINO BARROS FILHO A EFICIÊNCIA DOS BIOMATERIAIS EM IMPLANTODONTIA SALVADOR/BA 2011

1 Demétrio Silvino Barros Filho A EFICIÊNCIA DOS BIOMATERIAIS EM IMPLANTODONTIA Monografia apresentada à FUNORTE para a obtenção do título de Especialista em Implantodontia. Orientador: Prof. Dr. Marcos Antonio Martins SALVADOR/BA 2011

2 DEMÉTRIO SILVINO BARROS FILHO A EFICIÊNCIA DOS BIOMATERIAIS EM IMPLANTODONTIA A Banca examinadora abaixo-assinada aprova a Monografia apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Especialista em Implantodontia pela INSTITUIÇÃO FUNORTE. Aprovada em: Prof.Dr. Assinatura: Prof. Dr. Assinatura: Profa. Dra. Assinatura

3 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho aos amigos maravilhosos, a toda a minha família, em particular a minha mãe, por toda a sua simplicidade e sabedoria; ao meu pai e a minha avó Ana, com saudades; a minha esposa e parceira Sivia Andreia, pelo companheirismo e paciência; a minha irmã e parceira Celiana; a minha querida sobrinha Marina e aos meus filhos João e Luma, por me ensinarem coisas que jamais pensei em aprender e por me motivarem para o meu trabalho e minha vida.

4 AGRADECIMENTOS Agradeço a DEUS pela companhia e proteção nas viagens, pela convicção da sua presença cada vez maior em minha vida e sabedoria para viver em paz e ajudar a criar os meus filhos. Aos colegas e amigos Rodrigo, Nacle, Exuperio, Jailton, Júlio e Danilo, pela ética e lealdade. Aos amigos e professores Marco Antônio, Marcos André e Ana pela paciência, parceria e motivação profissional. Aos funcionários dessa instituição, Rui, Nilda, Renata, Natalia e Alexandre, pelos momentos de alegria e cooperação.

5 RESUMO A Implantodontia vem apresentando excelentes resultados clínicos ao longo do tempo, mas, para o êxito do procedimento, o implantodontista deve considerar no seu planejamento o capital ósseo disponível. Em locais onde há a necessidade de utilizar enxertos ósseos, cabe ao profissional selecionar, entre os vários biomateriais disponíveis, o que apresenta características ideais. Os avanços na Implantodontia permitem prevenir as alterações do complexo dentomucoalveolar com o preenchimento do alvéolo dentário imediatamente após a exodontia e previamente à instalação de implantes osseointegráveis. O procedimento representa, em algumas situações clínicas, uma técnica indispensável para a obtenção de um resultado estético satisfatório nas reabilitações protéticas. Para isso, o implantodontista deve conhecer as bases biológicas da regeneração óssea guiada e suas indicações. Na presente revisão de literatura, foram abordados indicações, vantagens e tipos de biomateriais utilizados para preenchimento de defeitos ósseos com o objetivo da reabilitação por meio da instalação de implantes. Pretendeu-se esclarecer a eficiência de tais biomateriais na implantodontia com uma breve descrição de alguns materiais usados, entre eles o osso bovino liofilizado, a hidroxiapatita, os polímeros e o tricalciofosfato. Concluiu-se que biomateriais capazes de aliar osteocondução e osteoindução são desejáveis a fim de mimetizar os benefícios do osso autógeno. Palavras-chave: Enxerto ósseo. Extração dentária. Regeneração óssea. Biomateriais.

6 ABSTRACT Dental implantology has produced excellent clinical results over time. Good planning is related to the capital available bone. However, in places where we need to use bone grafts, up to the professional selecting among the various biomaterials available, which has ideal characteristics. Advances in dental implants allow the complex to prevent changes dentomucoalveolar by filling in the tooth socket immediately after extraction and prior to the installation of dental implants. The procedure is, in some clinical situations, an essential technique for obtaining a satisfactory final result in the prosthetic rehabilitation. For this, the implant dentist must know the biological basis of guided bone regeneration and its indications. This review covered indications, advantages and biomaterials used to fill bone defects with the goal of rehabilitation through the installation of implants. In the present review is intended to clarify the efficiency of such biomaterial in implantology with the goal of making a brief description of some materials used in implant dentistry, among them the lyophilized bovine bone, hydroxyapatite, polymers and tricalciofosfato. Concluded that combine osteoconductive biomaterials capable of osteoinduction and are desirable in order to mimic the benefits of autogenous bone. Keywords: Bone grafting. dental extraction. bone regeneration. Biomaterials.

7 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 8 2 JUSTIFICATIVA... 9 3 OBJETIVOS... 10 3.1 OBJETIVO GERAL... 10 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS... 10 4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 11 5 METODOLOGIA... 23 6 DISCUSSÃO... 24 7 CONCLUSÃO... 27 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 28

8 1 INTRODUÇÃO O expressivo desenvolvimento de biomateriais para utilização em clínica odontológica na última década tem representado um poderoso instrumento terapêutico nas atividades cirúrgicas, especialmente nas correções de defeitos ósseos. No entanto, apesar dos comprovados benefícios, sua utilização exige do profissional um cuidado clínico e ético criterioso na análise dos riscos e benefícios que cada biomaterial possa apresentar. Segundo Garbin e Gardin (1994), na implantondontia, os enxertos ósseos estão sendo largamente empregados na correção de defeitos ósseos, reparos e reconstrução de rebordos, preenchimento de lacunas ósseas e como materiais de preenchimento complementar dos implantes dentários. Sobre este aspecto, Cruz et al. (2005) salientam que os substitutos ósseos são utilizados na reconstrução do tecido ósseo e o seu desempenho depende da topografia dos defeitos, da composição e potencial osteogênico dos materiais. Portanto, os cirurgiõesdentistas atualmente têm a possibilidade de controle da quantidade e da qualidade óssea no interior das estruturas bucais com materiais sintéticos ou não. Betz (2002) afirma que os materiais de enxerto e os substitutos ósseos utilizados na terapia periodontal podem ser divididos em quatro categorias: enxertos autógenos, que são obtidos e transplantados de um sítio para outro em um mesmo indivíduo; enxertos homógenos, que são materiais obtidos de um indivíduo e transplantados para outro indivíduo da mesma espécie, porém geneticamente diferentes; enxertos heterógenos, que são materiais obtidos de espécie diferente; e materiais aloplásticos, que são dispositivos de origem sintética utilizados para implantação no tecido vivo. Para Morais et al. (2010), o biomaterial é qualquer sintético que substitui ou restaura a função de tecidos do corpo e que mantém contato contínuo ou intermitente com os fluidos. Por isso, é essencial que o material apresente biocompatibilidade, não produza resposta biológica adversa, não induza efeito sistêmico, não seja tóxico, carcinogênico, antigênico ou mutagênico. Na presente revisão de literatura, pretende-se esclarecer a eficiência de tais biomateriais na implantodontia, com uma breve descrição de alguns materiais comerciais e experimentais usados em implantodontia, entre eles o osso bovino liofilizado, a hidroxiapatita, os polímeros e o tricalciofosfato.

9 2 JUSTIFICATIVA A presente revisão bibliográfica justifica-se pela importância dos biomateriais em implantodontia. Avalia a eficiência dos biomateriais, focando suas propriedades e suas indicações. Mas é na metodologia que o projeto tem o seu real desenvolvimento, pois vem elucidar a sua importância. Para Lindsey (2006), os defeitos ósseos do complexo maxilofacial são um desafio para a cirurgia reconstrutiva bucomaxilofacial e para as demais especialidades da odontologia. Essas anomalias podem ser de origem congênita, podem ser oriundas de doenças degenerativas, de processos infecciosos ou de lesões tumorais. Diversos autores relatam diferentes formas de enxertos autógenos, alógenos, xenógenos e implantes de materiais aloplásticos (biologicamente inertes) para corrigir e reconstruir parcial ou totalmente defeitos ósseos dos maxilares. Este estudo tende a enfatizar a importância dos diferentes tipos de enxertos materiais e biomateriais utilizados para promover uma melhor reparação das áreas ósseas lesadas. Embora o principal material seja o osso autógeno, diversas situações não apresentam área doadora por inúmeras razões, como morbidez do pós-operatório, limitação do volume ósseo exigido, entre outras, o que direciona novas linhas de pesquisa para o desenvolvimento de substitutos dos enxertos autógenos como: osso bovino liofilizado, hidroxiapatita, tricalciofosfato e polímeros. Sendo assim, este trabalho torna-se de grande relevância para compreensão desses materiais e suas propriedades, indicações e contraindicações, demonstrando que os biomateriais sintéticos são produtos que vêm ganhando seu espaço no mercado odontológico e trazendo benefícios equivalentes ao autógeno.

10 3 OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GERAL Avaliar, por meio de revisão de literatura, a eficiência de biomateriais em implantodontia. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Analisar as propriedades dos biomateriais e considerar suas indicações e contraindicações. Identificar as características mais desejáveis dos biomateriais na implantodontia. Contribuir para a realização de estudos na área, a fim de beneficiar pacientes que necessitam do tratamento.

11 4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Os biomateriais de enxertia alógenos, xenógenos e aloplásticos vêm sendo utilizados com frequência, para evitar a necessidade de uma área cirúrgica doadora, o que, consequentemente, minimiza o grau de morbidade. No entanto, estes materiais não apresentam as propriedades osteogênicas dos enxertos autógenos (CRUZ et al., 2010). O rebordo alveolar, após as perdas dentárias, sofre atrofia fisiológica, que é considerada crônica, progressiva e irreversível de causas multifatoriais, além de ser tida como uma doença da cavidade oral. A fim de manter esse rebordo, pesquisas são realizadas também em humanos, para a obtenção de resultados mais fidedignos (MANGANO et al., 2008). Entretanto, os avanços alcançados no campo da engenharia tecidual, representados, por exemplo, pela utilização de uma cultura de células ósseas autógenas, podem auxiliar o implantodontista a solucionar casos de defeitos ósseos críticos, tornando estes biomateriais potentes osteoindutores (ESPOSITO et al., 2008). As primeiras tentativas de inserção de materiais no organismo humano ocorreram em épocas bem remotas, isto pela necessidade de substituição de partes do esqueleto humano, que devido a problemas ortopédicos ou traumatológicos perderam suas funções. O desenvolvimento de novos materiais e a adaptação destes ao meio biológico conduziu a uma evolução das pesquisas sobre os biomateriais, o que tem melhorado a qualidade de vida dos seres humanos. Atualmente, a regeneração e recuperação de tecidos ósseos são temas de pesquisa e têm despertado interesse em muitos centros cirúrgicos médicos e odontológicos, com o objetivo de evitar os traumas cirúrgicos e melhorar a adaptação dos biomateriais no interior do corpo humano. Dentre esses materiais destacam-se as cerâmicas microporosas à base de fosfato de cálcio, em razão da semelhança química, mineralógica e cristalográfica à do esqueleto humano, o que favorece a biocompatíbilidade e regeneração de tecidos duros. Entretanto, a baixa resistência mecânica das cerâmicas microporosas limita suas aplicações em regiões sujeitas a solicitações mecânicas elevadas. A incorporação de um reforço na forma de partículas pode melhorar, consideravelmente, as propriedades mecânicas desses biomateriais (JUN et al., 2007, p.67). Em 1987, o biomaterial foi definido como substância de natureza sintética ou natural utilizada com o intuito de melhorar, aumentar ou substituir tecidos ou órgãos. Primeiramente descrito por Brånemark e definido por Albrektsson, a osseointegração é o contato direto entre o osso do hospedeiro e o biomaterial utilizado, mais bem observado sob a microscopia de luz. Este aspecto é grande importância, pois, através dele, podem-se analisar as respostas teciduais causadas pelo material, inerte ou ativo.

12 Os biomateriais são materiais de origem natural ou sintética, que podem ser utilizados com o objetivo de tratar, aumentar ou restabelecer a função de qualquer tecido biológico que tenha sido lesionado ou perdido (HELMUS, TWEDEN, 1995). De acordo com Bugarin Junior; Garrafa (2007, p.98), o biomaterial é definido, em sentido amplo, como qualquer material farmacologicamente inerte capaz de interagir com um organismo vivo, não induzindo reações adversas no sítio de implantação ou mesmo sistematicamente. A aplicação de biomateriais odontológicos sobre os tecidos gengivais, mucosas e tecidos duros constitui um risco terapêutico que pode ser controlado somente por meio do conhecimento das características, concentrações e propriedades dos produtos, por parte do profissional. Os biomateriais são classificados usualmente de acordo com a sua origem, mecanismo de ação e comportamento fisiológico. Quanto à origem, podem ser classificados como: a. Autógeno: obtidos do próprio paciente, quer sejam de sítios doadores intra ou extrabucais; b. Aloenxerto ou enxertos homogêneos: derivados da mesma espécie; c. Xenoenxerto ou enxertos heterogêneos: provêm de doadores de outra espécie, como osso de origem bovina; d. Aloplásticos: são dispositivos de origem sintética (BOWERS et al., 1985). Os diferentes tipos de materiais para enxertia óssea disponíveis são os autógenos (provenientes do próprio indivíduo); alógenos (provenientes de indivíduos da mesma espécie); xenógenos (provenientes de indivíduos de espécies diferentes); e aloplásticos (materiais sintéticos ou naturais). O mecanismo pelo qual estes materiais funcionam depende, normalmente, da sua origem e composição (LUNDGREN et al., 2008). Os enxertos de primeira escolha são os autógenos, que são obtidos do próprio indivíduo, de fontes intra ou extrabucais, sendo necessários dois acessos cirúrgicos, e englobam os três tipos de mecanismo de reparo, pois há o envolvimento de células ósseas vivas e fatores de crescimento juntamente com a matriz óssea para o local receptor. Para perdas ósseas de pequeno porte, como em alvéolo dental, as áreas doadoras intrabucais são o mento, a tuberosidade maxilar e a região retromolar, corpo e processo coronóide da mandíbula e, nos casos de grandes reconstruções, pode-se recorrer à fonte extrabucais como a crista ilíaca, calota craniana, tíbias e costelas (MISCH et al., 1993, p.96). O osso autógeno utiliza a osteogênese, a osteoindução e a osteocondução para formação de um novo osso. Os enxertos aloplásticos são tipicamente osteocondutores (GRISDALE, 2006). Quanto ao mecanismo de ação, os biomateriais podem ser: Osteoindutores: quando possuem a capacidade de atrair células mesenquimais, que mais tarde se diferenciarão em osteoblastos em virtude da presença de proteínas ósseas morfogenéticas (BPM) entre seus

13 componentes; Osteocondutores: servem como arcabouço, sustentando uma estrutura por onde proliferam vasos sanguíneos, trazendo então os componentes necessários à formação óssea; Osteogênico: o crescimento ósseo se dá em função das células viáveis, transferidas dentro do osso; Osteopromotores: caracterizados pelo uso de meios físicos que promovem o isolamento anatômico de um local, permitindo a seleção e proliferação de um grupo de células, predominantemente osteoblastos a partir do leito receptor e, simultaneamente, impedindo a ação de fatores concorrentes inibitórios ao processo de regeneração (NOVAES et al., 2000). O mecanismo biológico de reparo ósseo associado aos biomateriais ou enxertos ósseos pode ser classificado como osteogênese, osteoindução, osteocondução e osteopromoção (JUN et al., 2007). A osteogênese se caracteriza pela atividade de osteoblastos e pré-osteoblastos viáveis transplantados com o enxerto para o defeito ósseo a partir de uma área doadora do próprio indivíduo. Entretanto, mesmo que algumas células do enxerto sobrevivam à transferência, as principais fontes de células para esta fase são as células osteogênicas e osteoprogenitoras do hospedeiro. Logo, a osteogênese depende de células mesenquimais indiferenciadas para que haja uma nova formação óssea. A eficiência deste processo depende da fonte de enxerto utilizada o osso medular, especialmente aquele acompanhado de medula óssea tende a apresentar maior revascularização que o cortical, porém este último tende a apresentar maior suporte estrutural. Como importantes desvantagens desta técnica, deve-se considerar a morbidade do paciente e variável disponibilidade em quantidade e qualidade do osso na área doadora (LUNDGREN et al., 2000, p.43). Em 1965, um pesquisador, ao realizar experimentos em animais, observou acidentalmente o fenômeno de indução óssea (osteoindução). Nesse processo, as células são persuadidas a produzir osso e é evidente a conversão fenotípica de células mesenquimais em células formadoras de osso (osteoblastos) na área do defeito. São exemplos a matriz óssea desmineralizada e as proteínas morfogenéticas ósseas (GRANJEIRO et al., 2005). A osteocondução se refere ao crescimento do osso sobre a superfície do biomaterial, acomodando-o. Outros autores a definem como o processo em que o enxerto serve como arcabouço, de forma passiva, para migração de vasos sanguíneos e deposição de novo osso (CALASANS et al., 2008). A osteopromoção utiliza barreiras mecânicas de proteção que evitam o crescimento de tecido conjuntivo em meio ao defeito ósseo, permitindo que seja povoado por células osteoprogenitoras. Esta exclusão tecidual é realizada com o uso de membranas (Figura 1) (barreiras físicas), que podem ser absorvíveis ou não. As membranas, rígidas ou com reforço de titânio, são capazes de promover a formação de quantidade significativa de novo osso e manter espaço suficiente, sem a adição de material de preenchimento. Isso ocorre em razão da

14 sua capacidade de efeito tenda, principalmente quando fixadas com pequenos parafusos metálicos, pois o maior problema das membranas sem reforço de titânio, sejam elas absorvíveis ou não, é a manutenção do espaço para a neoformação óssea. A técnica de Regeneração Óssea Guiada (ROG) é usada, entre outras indicações, no tratamento de defeitos ósseos, para aumentar a altura e largura da crista óssea (JOVANOVIC, NEVINS, 1995). Figura1: Politetrafluoretileno (PTFE). É o polímero de carbono mais conhecido, o Teflon, com elevada cristalinidade e densidade com baixa tensão superficial e atrito. Muito utilizada como membrana não-reabsorvível microporosa para a regeneração tecidual guiada, mas requer um segundo tempo cirúrgico para sua retirada. Pode apresentar reforço de malha de titânio para produzir arcabouço utilizado na regeneração óssea guiada. Fonte: http://www.biomateriais.com.br/telas/artigos/artigos.asp?id_artigo=63&id_assunto=2 acesso em 15 de março de 2011. A instalação imediata de implantes osseointegrados em alvéolos, após extração, geralmente vem acompanhada dos procedimentos de regeneração óssea guiada e constitui alternativa para a minimização do processo fisiológico de remodelação óssea pós-extração. Pode-se citar como inconveniência dos implantes imediatos o fato de que qualquer insucesso do processo de regeneração óssea guiada influi diretamente no sucesso do implante, visto que o processo de osseointegração ocorre concomitante à ROG. Assim, apesar de aumentar o tempo de tratamento, entende-se como prudência realizar primeiro a ROG, para, em seguida, proceder à instalação dos implantes (LUNDGREN et al., 2008). Por fim, os biomateriais podem ser classificados pela forma com que interagem com os tecidos adjacentes: a. Biotoleráveis: não estabelecem uma osseointegração verdadeira, o que leva à formação de uma cápsula fibrosa, geralmente delgada, acelular e contínua, interpretada como uma resposta do tecido ao material, que estimula as células adjacentes a sintetizar, secretar e manter um tecido conjuntivo na interface; b. Bioinertes: ao contrário, estabelecem contato direto com o tecido ósseo circundante; c. Bioativo: como as cerâmicas de fosfato de cálcio e os vidros bioativos não só estabelecem osseointegração direta, como também interagem com os tecidos vizinhos de forma a estimular a proliferação de células, a síntese de produtos específicos e a adesão celular (KIRKPATRIC et al., 1990).

15 A regeneração de defeitos ósseos com perda de tecido ósseo, resultante de traumas ou doenças, permanece como um desafio terapêutico na Odontologia, porque o rápido crescimento de tecido conjuntivo impede ou dificulta a formação de novo tecido ósseo entre os limites da lesão. A alteração morfofuncional resultante do processo regenerativo pode levar à necessidade de vários procedimentos operatórios para sua adequada correção (FIGUEIREDO et al., 2008). Os tratamentos regenerativos dos defeitos ósseos podem apresentar dois tipos de resultado: cicatrização, que é caracterizada pelo reparo da ferida por um tipo de tecido diferente do tecido originalmente perdido no que diz respeito à morfologia e função; e regeneração, quando o reparo ocorre por um tecido idêntico ao tecido original preexistente (CARVALHO et al., 2004). O objetivo primordial do tratamento cirúrgico é o preenchimento do defeito com um material que possa promover osteoindução e/ou osteocondução e a conseqüente osteogênese reparativa. No estágio atual do conhecimento, é consenso que o osso autógeno é o biomaterial mais adequado para alcançar esse objetivo. A sua integração aos tecidos vizinhos e sua capacidade de osteogênese têm se mostrado superiores a numerosos outros materiais utilizados com o mesmo propósito. Entretanto, sua aplicação está limitada a cada caso em particular, ao estado do paciente, à localização e ao tamanho do defeito. Além disso, apresentam inconvenientes que limitam seu uso na prática clínica, exigindo, em alguns casos, procedimentos em ambiente hospitalar, com aumento de tempo e custo cirúrgico, a necessidade de outro sítio cirúrgico seja intra ou extrabucal, além de alguma resistência por parte dos pacientes (SICCA et al., 2006, p.108). Com a finalidade de superar tais limitações e também em razão do desenvolvimento científico e tecnológico, é cada vez mais crescente a utilização de biomateriais de origem sintética, o que possibilita, em muitos casos, a diminuição ou a eliminação do uso de materiais de origem biológica (op. cit). Os mecanismos biológicos de osteogênese e a capacidade osteocondutora e osteoindutora dos enxertos autógenos fazem com que esses sejam considerados padrão como substituto ósseo, porém dificuldades relacionadas com a obtenção de quantidade ideal de suprimento ósseo e a morbidade do sítio doador representam as desvantagens dessa opção. O enxerto alógeno é obtido de doadores humanos vivos ou de cadáveres, mas é processado e armazenado antes de ser utilizado. É vantajoso pelo fato de evitar um segundo acesso cirúrgico, causando menor morbidade operatória, mas pode haver a ocorrência exacerbada da resposta imunológica e este material, geralmente oriundo de banco de ossos, nem sempre está disponível (GOLDBERG, 1987).

16 Idealmente, os biomateriais não devem causar modificações físicas ao tecido; devem ser farmacologicamente inertes, não devem causar reações alérgicas ou tipo corpo estranho e devem ser obtidos em quantidades e formas necessárias para o preenchimento do defeito ósseo. Além disso, devem apresentar propriedades biomecânicas, biológicas e físico-químicas apropriadas (GARRAFA, 2008). As propriedades físico-químicas são responsáveis pela integração dos biomateriais ao tecido vivo e devem ser sempre avaliadas antes de serem utilizados em pacientes, após a realização de testes em laboratórios e, preferencialmente, em animais. As propriedades físicas são específicas à área de superfície ou formato (bloco, partícula), à porosidade (denso, macro ou microporoso) e à cristalinidade (cristalino ou amorfo) do produto. As propriedades químicas incluem a composição química, a substituição iônica e as impurezas dos elementos. Essas propriedades, somadas ao ambiente mecânico, influenciam na velocidade e extensão do processo de reabsorção do material enxertado, assim como na indicação ou restrição da sua aplicação clínica (MISCH, 2000). O uso de biomateriais sem critérios de biossegurança estabelecidos, além de gerar problemas clínicos, como o insucesso terapêutico, cria situações de conflito ético já que o paciente pode ser submetido a uma terapêutica sem o conhecimento dos riscos advindos, tanto da sua parte como do próprio profissional (GARRAFA, 2008). Buscando ajudar na reparação óssea, os biomateriais sintéticos (figura 2) e xenógenos vêm passando por diversas análises e modificações, a fim de desempenhar funções ou apresentar propriedades semelhantes ou superiores às observadas no enxerto autógeno (padrão ouro), como maior biocompatibilidade (habilidade que um material desempenha frente a uma resposta tecidual apropriada em uma aplicação específica), estímulo à adesão celular, funcionalidade, não serem tóxicos, carcinogênicos ou mutagênicos e serem toleráveis às propriedades biomecânicas por parte do hospedeiro. Estes são os requisitos de biocompatibilidade segundo a Food and Drug Administration (FDA) (YAMAMOTO et al., 2002).

17 Figura 2 Biomaterial sintético, enxerto ósseo. Cerâmica fosfocálcica bifásica Hidroxiapatita de última geração Fonte: Sanata (2011). A apatita é um mineral muito versátil e permite substituições químicas, modificando levemente sua estrutura, além de alterar suas propriedades (térmicas, óticas, solubilidade e mecânicas). As apatitas naturais são não-estequiométricas pela presença de outros constituintes, como cátions (Mg²+, Mn²+, Zn²+, Na+ ou Sr²+) ou ânions (F-, HPO4²+ ou CO3), (FROUM et al., 2002). Contudo, pesquisadores vêm testando hidroxiapatitas modificadas pela incorporação de cátions divalentes ou trivalentes, na tentativa de melhorar a resposta biológica tecidual. Além das modificações, a associação das biocerâmicas a outros fatores pode ajudar nas respostas e melhorar a interação com o organismo (op.cit). Assim, como observado com a modificação da estrutura da HA sintética quando dopada com zinco 5%, que tem proporcionado resultados bem aproximados aos do grupo de osso autógeno, quando em tratamento de defeitos de tamanho crítico em calvária de ratos (CALASAN-MAIA et al., 2008). Os enxertos ósseos xenógenos caracterizam-se por serem retirados de uma espécie diferente do receptor. Esses enxertos são fabricados da porção inorgânica do tecido ósseo de origem animal e são classificados como osteocondutores (JUN et al., 2007). Para Weissman (2000), os principais animais utilizados são os bovinos podendo também ser retirado de suínos e eqüinos. Eles vêm acompanhados de vantagens como a grande quantidade disponível e fácil manipulação, sendo então uma opção para os profissionais, mas a transmissão de doenças, resposta imunológica do hospedeiro ao material, e aspectos religiosos têm influenciado na sua indicação. Esse material pode ser encontrado na forma de osso bovino mineral proteinizado ou osso bovino mineral desproteinizado (OBMD). Ambos mostram-se com propriedades especialmente favoráveis devido à sua estrutura natural, que é comparável, física e quimicamente, à matriz óssea mineralizada humana, (p.24).

18 Suas partículas são bem integradas ao osso regenerado do hospedeiro, isto é, o material está em contato direto com o novo osso, não apresenta reação imunológica e, depois, sofre processo de reabsorção osteoclástica. Trata-se de evitar uma segunda etapa cirúrgica, tem a opção de forma (pó, partículas, pastilhas ou blocos), tamanho, textura, grau de porosidade (macro ou microporoso), grau de cristalinidade (cristalino ou amorfo) e solubilidade (absorvíveis ou não absorvíveis) (op.cit.). O mecanismo de reparação associado, assim como no enxerto xenógeno, é a osteocondução, porém estudos recentes confirmam a capacidade osteoindutora da hidroxiapatita quando implantada intramuscularmente em cães, babuínos, coelhos, cabras e, subcutaneamente, em ratos e ovelhas (GRISDALE, 2006). A grande utilização de materiais aloplásticos (sintéticos), como os vidros bioativos, foi reportada associando-os a um potencial de osteocondução. A vantagem destes biomateriais é a de não oferecer nenhum risco de transmissão de doenças. O tempo de maturação em enxertos de materiais aloplásticos misturados ao DFDBA é de nove a 11 meses (op.cit.). A utilização de metal poroso tem seduzido numerosos pesquisadores que têm desejado inserir nos tecidos o que denominam biomaterial. Utilizada para implantes dentários, a união osso-metal parece operar favoravelmente; os elementos celulares inserem-se na matriz porosa como se fossem ninhos de abelha. O material poroso provoca uma catálise osteogenética conseguindo o hermetismo da primeira intenção ao redor do implante que se continua, por outra parte, no futuro. Assim o tecido conjuntivo se desenvolve no interior dos poros do material, recriando de alguma maneira no nível de pescoço uma espécie de equivalente ligamentoso (GAUDY, 2008). O tecido ósseo consiste em um tecido conjuntivo especializado, pelo fato de apresentar uma matriz intercelular mineralizada. As funções importantes do tecido ósseo no organismo estão relacionadas à sustentação do corpo, proteção de alguns órgãos, fonte de cálcio para o restante do organismo e hematopoiese. É composto, basicamente, por três tipos celulares, denominados osteoblastos, osteócitos e osteoclastos. Entre as células existe uma matriz composta, em especial, por uma parte orgânica de proteínas colágenas do tipo I, algumas proteínas não colágenas, como as proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs), e uma porção inorgânica composta por cristais de hidroxiapatita (NEMCOVSKY, SERFATY, 1996, p.25). Macroscopicamente, podem-se definir dois tipos básicos de tecido ósseo: o cortical ou compacto e o trabeculado ou esponjoso. O osso cortical corresponde ao tecido mais denso, com menos espaços nas porções medulares. O osso compacto apresenta menor vascularização do que o tecido medular; esta vascularização é proveniente do periósteo sobreposto (NEMCOVSKY, SERFATY, 1996).

19 Já o osso esponjoso apresenta-se menos denso, com mais espaços medulares, onde se encontra células mesenquimais indiferenciadas com potencial hematopoiético, ou seja, formador de células do sangue, o que as caracteriza como medula óssea vermelha. O tecido esponjoso ou trabeculado apresenta, além da porção medular relatada, algumas trabéculas ósseas extremamente densas, responsáveis pela manutenção da arquitetura do tecido (GRANJEIRO et al., 2004). As células da medula óssea constituem uma população celular heterogênea que apresenta potencial de se diferenciarem em outras que irão formar os progenitores hematopoiéticos e mesenquimais. Portanto, além de poder originar células sanguíneas, a medula óssea pode ter o potencial de promover células indiferenciadas, capazes de originar outros tecidos, como o tecido ósseo e a cartilagem (WILLIAMNS, 1997). O enxerto de medula óssea autóloga apresenta um grande número de stem cells (células-tronco), que são células indiferenciadas com potencial de diferenciação em osteoblastos (FROUM et al., 2002). A ideia da utilização de células-tronco medulares, para regeneração óssea, vem crescendo nos últimos anos, e alguns experimentos in vitro e ensaios clínicos executados demonstram resultados promissores nesta linha de pesquisa (QUARTO et al., 2001). A associação do biomaterial com fatores indutores na bioengenharia óssea tem sido muito estudada. O uso do PRP como associação foi testado e concluiu-se que ele pode ajudar na integração e regeneração do enxerto. O polímero de mamona, xenoenxerto bovino e o biovidro são exemplos de biomateriais em uso clínico que se mostram, inicialmente, biocompatíveis, ajudam na manutenção da dimensão do osso alveolar e colaboram na homeostasia (GRISDALE, 2006). A mistura de BMPs adsorvidas à hidroxiapatita microgranular absorvível não apresentou estímulo extra para reparo ósseo alveolar; foi considerado apenas como osteocondutor (MCKAY et al., 2007). A habilidade das células da medula óssea para a promoção do reparo de fendas de tamanho crítico, após seu transplante autólogo em um carreador de apatita cerâmica, foi avaliada em tíbias de ovelhas. As células da medula óssea, após expansão in vitro e a associação com a hidroxiapatita (Figura 3), conduziram a uma formação óssea muito mais extensa do que a hidroxiapatita sozinha, após um período de dois meses (LINDHE, 2005).

20 Figura 3 Hidroxiapatita Fonte: Moreira (2003) Os tecidos com um maior potencial de renovação, como o sangue e o epitélio, apresentam maior abundância de células-tronco. Estas são menos abundantes em tecidos ou órgãos com pequena capacidade de renovação, como o miocárdio e o sistema nervoso central. A medula óssea representa, até o momento, o sistema celular mais utilizado em estudos préclínicos e clínicos, com relação à regeneração e ao reparo do tecido ósseo e da cartilagem (LUNDGREN et al., 2000). Os enxertos alógenos, que podem ser corticais ou esponjosos, possuem propriedades osteocondutoras e, possivelmente, osteoindutoras, porém não são osteogênicos (LUNDGREN et al., 2008). Em razão do pouco volume ósseo das áreas doadoras autógenas intrabucais e à morbidade pós-operatória consequente aos enxertos autógenos, métodos alternativos, como o uso do osso fresco congelado, vêm a representar um suprimento adequado, rápido e com menor morbidade em reconstruções maxilomandibulares para reabilitações com implantes (GRANJEIRO et al., 2005). Bancos de ossos estão disponíveis para fornecimento de tecidos adquiridos de fontes post-mortem ou de doadores vivos. Com critérios apropriados de seleção do doador e adequadas técnicas de processamento, esses tecidos podem ser considerados eficientes e seguros (CAPORALI et al., 2006). Os enxertos alógenos são obtidos de cadáveres, são processados em condições estéreis e estocados em banco de ossos. As formas utilizadas são o seco congelado, o seco congelado desmineralizado, o fresco congelado e os frescos (CALASANS-MAIA, 2008). A utilização do osso alógeno (proveniente de um indivíduo da mesma espécie) congelado parece representar uma alternativa aos ossos liofilizados. Pelo fato de o osso ser mantido congelado, sem desidratação e sem desmineralização, as capacidades de osteocondução e osteoindução são preservadas, diferentemente de quando o osso é liofilizado

21 ou irradiado, o que reduz os potenciais osteoindutores em 50%. Foi introduzida por uma equipe de pesquisadores que realizou a autópsia de uma maxila submetida à antroplastia utilizando DFDBA com HA reabsorvível (Osteogen), mostrando um possível efeito osteoindutivo da DFDBA e o potencial osteocondutivo da HA (SCARSO FILHO, 2007). O DFDBA mostrou, pelas análises histológicas, uma quantia aproximada de osso neoformado de 90% após 18 meses. Segundo alguns autores, existe um poder osteoindutor em razão da presença da proteína osteoindutora (BMP) (SMILER et al., 2007). Em cirurgias de aumento subantral, utilizando DFBA em formas particuladas, após seis meses, verificando-se as biópsias, notou-se a formação de um novo osso, porém aparentemente sem volume suficiente para a colocação ou retenção de implantes. Nos estudos histológicos, notou-se que 80% dos espécimes transformaram-se em osso trabecular maduro e 20% em osso imaturo. As trabéculas se apresentavam esparsas e nenhum resíduo do enxerto foi encontrado. O osso aparentemente invadia o enxerto (CRUZ, 2010). Em um recente trabalho, foram relatados três casos clínicos em que foram utilizados enxertos em bloco de osso alógeno, com a finalidade de uma futura reabilitação implantosuportada. Em todos os casos, realizou-se uma análise histológica do osso, tendo sido observada uma nova formação óssea agregada ao osso original. Em um dos casos, foram feitas próteses unitárias sobre implantes na região enxertada e, após um período de um ano e meio em função, a crista óssea reconstruída foi mantida ao longo do tempo (PETRUNGARO et al., 2009). O Brasil apresenta um número enorme de pessoas edêntulas. Essas pessoas sofrem o processo de pneumatização de seio maxilar, que pode atingir grandes volumes (BERGH et al., 2000), e necessitam de reabilitação. Técnicas reabilitacionais de elevação de seio maxilar podem permitir a colocação de implantes, com enxerto ósseo autógeno próprio paciente e auxílio de biomateriais com excelentes resultados. A utilização de enxertos com a técnica de sinus lifting pode ser benéfica, evitando obtenção de osso autólogo de crista de osso ilíaco, o que necessita de internação e cirurgia geral (BOYNE; JAMES, 1980, TATUM, 1986). Apesar das vantagens e desvantagens de enxertos de osso ilíaco como a morbidade local no período pós-operatório, cuidados locais, tanto da região maxilar ou mandibular enxertada quanto do local doador, acabam por inviabilizar essa técnica de procedimento cirúrgico, por isso um número cada vez mais crescente de outros biomateriais vem sendo usado no processo de reabilitação com enxertos em implantodontia (GARRAFA, 2008).

22 Biomateriais em cirurgias de enxertos de elevação de seio maxilar vêm sendo utilizados com frequência, e os sucessos têm sido demonstrados de forma convincente (YILDIRIM et al., 2010, TADJOEDIN et al.2007).

23 5 METODOLOGIA Esta revisão tomou como base artigos científicos, revisões literárias e relatos de casos clínicos relacionados à área de implantodontia e biomateriais aplicados na especialidade, propondo demonstrar de forma clara e objetiva as propriedades e indicações dos biomateriais com base em uma revisão atualizada.

24 6 DISCUSSÃO Os biomateriais são materiais de origem natural ou sintética, que podem ser utilizados com o objetivo de tratar, aumentar ou restabelecer a função de qualquer tecido biológico que tenha sido lesionado ou perdido (HELMUS, TWEDEN, 1995). De acordo com Bugarin Junior; Garrafa (2007), biomaterial é definido, em sentido amplo, como qualquer material farmacologicamente inerte capaz de interagir com um organismo vivo, não induzindo reações adversas no sítio de implantação ou mesmo sistematicamente. Garrafa (2008) acrescenta que os biomateriais apresentam propriedades biomecânicas, biológicas e físico-químicas apropriadas, que são responsáveis pela sua integração ao tecido vivo (MISCH, 2000). Os biomateriais são classificados usualmente de acordo com sua origem, seu mecanismo de ação e comportamento fisiológico. Quanto à sua origem, podem ser classificados como: a. Autógeno: obtido do próprio paciente; b. Aloenxerto ou enxertos homogêneos: derivados da mesma espécie; c. Xenoenxerto ou enxertos heterogêneos: provêm de doadores de outra espécie, como o osso de origem bovina; d. Aloplásticos: são dispositivos de origem sintética (BOWERS et al., 1985). Quanto ao mecanismo de ação, segundo Novaes et al. (2000), eles podem ser: Osteoindutores: quando possuem a capacidade de atrair células mesenquimais, que mais tarde se diferenciarão em osteoblastos; isto ocorre em virtude da presença de proteínas ósseas morfogenéticas (BPM) entre seus componentes; Osteocondutores: servem como arcabouço; Osteogênico: o crescimento ósseo se dá em função das células viáveis, transferidas dentro do osso; Osteopromotores: caracterizados pelo uso de meios físicos que promovem o isolamento anatômico de um local, permitindo a seleção e proliferação de um grupo de células. Por fim, Kirkpatric et al. (1990) classificam os biomateriais pela forma com que interagem com os tecidos adjacentes: a. Biotoleráveis: não estabelecem uma osseointegração verdadeira, levando à formação de uma cápsula fibrosa, geralmente delgada, acelular e contínua, sendo que a formação de tecido fibroso é interpretada como uma resposta do tecido ao material, que estimula as células adjacentes a sintetizar, secretar e manter um tecido conjuntivo na interface; b. Bioinertes: ao contrário, estabelecem contato direto com o tecido ósseo circundante; c. Bioativo: como as cerâmicas de fosfato de cálcio e os vidros bioativos, não só estabelecem osseointegração direta, como também interagem com os tecidos vizinhos de forma a estimular a proliferação de células, a síntese de produtos específicos e a adesão celular.

25 Goldberg (1987) enfatiza a capacidade osteogênica, osteocondutora e osteoindutora dos enxertos autógenos, considerando-os como padrão ouro, porém as dificuldades relacionadas à obtenção de quantidade ideal de suprimento sanguíneo e a morbidade do sítio doador constituem suas desvantagens. Em consequência, possibilita a diminuição ou eliminação de materiais de origem biológica (SICCA, 2006). Yamamoto (2002) acrescenta que os biomateriais sintéticos e xenógenos vêm passando por diversas análises e modificações, permitindo-os desempenhar propriedades semelhantes ou superiores às do enxerto autógeno. Apesar das vantagens e desvantagens de enxertos de osso ilíaco, como a morbidade local no período pós-operatório, cuidados locais tanto da região maxilar ou mandibular enxertada e no local doador acabam por inviabilizar essa técnica de procedimento cirúrgico. Um número cada vez mais crescente e gradual de outros biomateriais vem sendo usado no processo de reabilitação com enxertos em implantodontia (GARRAFA, 2008). A utilização de materiais aloplásticos (sintéticos), como os vidros bioativos, foi reportada com a sua associação a um potencial de osteocondução. A grande vantagem destes biomateriais é a de não oferecer nenhum risco de transmissão de doenças (GRISDALE, 2006). Com critérios apropriados de seleção do doador e adequadas técnicas de processamento, os enxertos alógenos podem também ser considerados eficientes e seguros (CAPORALI et al., 2006). Os enxertos alógenos são obtidos de cadáveres, são processados em condições estéreis e estocados em banco de ossos (CALASANS-MAIA, 2008). É mantido congelado, sem desidratação e desmineralização, podendo representar uma alternativa aos ossos liofilizados (SCARSO FILHO, 2007), mostrando, segundo Smiler et al. (2007), um poder osteoindutor pela presença da proteína osteoindutora (BMP). Calasans-Maia (2008) cita a importância da modificação da estrutura da HA sintética, proporcionando resultados bem aproximados aos do grupo do osso autógeno. Weissman (2000) acrescenta que as partículas da HA são bem integradas ao osso regenerado do hospedeiro, não apresenta reações imunológicas e depois sofre processo de reabsorção osteoclástica. Segundo Jun (2007), a baixa resistência da HA pode ser melhorada com a incorporação do reforço na forma de partículas, melhorando consideravelmente as propriedades mecânicas. Grisdale (2006) e Jun (2007) dizem que os enxertos xenógenos e aloplásticos são tipicamente osteocondutores. Entretanto, segundo Esposito, com os avanços alcançados no

26 campo da engenharia tecidual utilizando uma cultura de células ósseas autógenas, podem ser solucionados casos de defeitos ósseos críticos, tornando estes biomateriais potentes osteoindutores. A associação do biomaterial com fatores indutores na bioengenharia óssea tem sido muito estudada. O uso do PRP como associação foi testado e concluiu-se que ele pode ajudar na integração e regeneração do enxerto. O polímero de mamona, xenoenxerto bovino e o biovidro são exemplos de biomateriais em uso clínico que se mostram, inicialmente, biocompatíveis, ajudam na manutenção da dimensão do osso alveolar e colaboram na homeostasia (GRISDALE, 2006). Outra associação foi a mistura de BMPs adsorvidas à hidroxiapatita microgranular absorvível, que não apresentou estímulo extra para reparo ósseo alveolar, sendo considerado apenas como osteocondutor (MCKAY et al., 2007). O Brasil apresenta um número enorme de pessoas edêntulas. As pessoas que apresentam ausências dentárias sofrem o processo de pneumatização de seio maxilar podendo atingir grandes volumes (BERGH et al., 2000). Biomateriais em cirurgias de enxertos de elevação de seio maxilar vêm sendo utilizados com frequência, sendo que sucessos convincentes foram demonstrados com esses materiais (YILDIRIM et al., 2010; TADJOEDIN et al., 2007). A elevação de seio maxilar pode permitir a colocação de implantes, com enxerto ósseo autógeno próprio paciente e auxílio de biomateriais com excelentes resultados (BOYNE; JAMES, 1980; TATUM, 1986). Em cirurgias de aumento subantral, utilizando DFBA em formas particuladas, após seis meses, verificando-se as biópsias, notou-se a formação de um novo osso, porém aparentemente sem volume suficiente para a colocação ou retenção de implantes (CRUZ, 2010). Já em um recente trabalho, foram relatados três casos clínicos em que foram utilizados enxertos em bloco de osso alógeno, com a finalidade de uma futura reabilitação implantosuportada. Em um dos casos foram feitas próteses unitárias sobre implantes na região enxertada e, após um período de um ano e meio em função, a crista óssea reconstruída foi mantida ao longo do tempo (PETRUNGARO et al., 2009).

27 7 CONCLUSÃO Os enxertos autógenos ainda são tidos como padrão ouro para lesões acima do limite crítico de reparo, pela sua capacidade de osteogenicidade, osteocondutividade e osteoindução, porém implicam morbidade, causada pelo sítio doador, e limitação da quantidade exigida para um determinado defeito ósseo. As associações de enxertos autógenos e alógenos com biomateriais aloplásticos, xenógenos e PRP, em determinadas situações clínicas, melhoram o desempenho osteoindutivo, osteocondutor desses biomateriais. As propriedades físico-químicas dos biomateriais sintéticos estão sendo pesquisadas e tem sido demonstrada a sua evolução, aumentando a sua indicação clínica. A reabsorção osteoclástica mais rápida, o aumento da resistência às forças compressivas e, sobretudo a consagração da sua capacidade osteoindutiva, são motivos pelos quais justificam o aumento progressivo do seu uso.

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