Tudo sobre superfícies de implantes

O que devemos saber sobre a superfície dos implantes, frente às novidades apresentadas constantemente no mercado?

Imediatamente após a inserção do implante, o sangue cobrirá a superfície do metal e diferentes propriedades irão desencadear respostas celulares que darão início ao processo de cicatrização, culminando na osseointegração (Wennerberg et al, 2009).

Durante a osseointegração do implante dentário, existem quatro níveis de interações possíveis do metal: macroestruturas, microtopografia, nanotopografia e química de superfície (Ehrenfest et al; Sul et al, 2009). Cada nível terá uma forma distinta de interação com o tecido ósseo e um efeito diferente para a integração do implante.

O desenho do implante e a microtopografia da superfície têm, antes de tudo, função de travamento mecânico do implante ao osso e irão garantir a estabilidade desta interface em longo prazo. Macro e microescalas irão definir o espaço disponível para as células ósseas interagirem com a superfície e, assim, organizarem a posição e remodelação óssea. A microtopografia influencia diretamente o comportamento celular, dependendo do tipo de microestruturas encontradas (microrrugosidades, microporos e micropartículas), e é neste ponto que levamos em consideração a rugosidade da superfície (Shibli et al, 2013). Após a década de 1990, um número significativo de estudos demonstrou claramente as potenciais vantagens que superfícies moderadamente rugosas apresentavam, e estas características são as que dominam o mercado até hoje.

Sabe-se também que, para pacientes em que a quantidade e a qualidade óssea são comprometidas, superfícies moderadamente rugosas respondem satisfatoriamente e melhoram os resultados clínicos, em comparação aos antigos implantes torneados, como quando inseridos em regiões posteriores de maxila, pacientes fumantes ou em osso enxertado (Jemat et al, 2015).

Já a última geração de superfícies de implantes inclui nanomodificações, ou seja, modificações em nível nanométrico. Nos últimos anos, o uso do termo “nano”, bem como pesquisas e desenvolvimentos em escalas nanométricas, tornou-se quase uma obrigação frente à competitividade do mercado, no que diz respeito a superfícies de implantes dentários e promessas de acelerar ou potencializar a osseointegração.

Uma das hipóteses por trás da nanotopografia que tenta justificar a melhoria da interação osso/implante é que as nanoirregularidades presentes na superfície podem servir como locais de adesão para importantes proteínas envolvidas na osseointegração. Especulações sobre nanoestruturas vêm sendo associadas com a melhoria da aderência do tecido mole marginal nos componentes do implante, que podem ser importantes para a futura manutenção da altura do osso marginal, bem como uma saudável mucosa adjacente (Variola et al, 2011; Shibli et al, 2013).

Quando pensamos nas propriedades químicas das superfícies, várias modificações têm sido sugeridas, já que este nível de interação é considerado o responsável pelo “travamento” bioquímico do implante ao osso. Tais modificações na química de superfície têm sido desenvolvidas para aumentar a aposição óssea através da estimulação celular e quelação mineral, que podem incluir impregnação de diferentes íons com propriedades potencialmente bioativas – fosfato de cálcio, magnésio e fluoreto são alguns exemplos. Estas modificações químicas raramente influenciam a microtopografia, porém, muitas vezes elas alteram a nanotopografia.

O que devemos esperar com as nanomodificações? O desempenho da osseointegração é influenciado pela topografia da superfície do implante em nível nanométrico, seguida por diferentes mecanismos biológicos em escala micrométrica. Sendo assim, a nanotopografia pode, supostamente, influenciar as interações proteína/superfície.

Uma energia de superfície significativa permite a melhora da molhabilidade da superfície do metal, a adesão celular, a propagação de fibrina e proteínas da matriz, portanto, melhorando a aderência celular e a cicatrização do tecido, em particular durante as fases iniciais da osseointegração (Wennerberg et al, 2009). Entre as muitas formas de nanoestruturas (nanorrugosidade, nanopadronização, nanotubos e nanopartículas), continua difícil determinar qual nanocaracterística é mais eficiente para a interface osso/implante, apesar dos excelentes resultados relatados com superfícies nanorrugosas disponíveis no mercado.

Salienta-se que os resultados clínicos com implantes ditos nanomodificados são, até agora, limitados a aproximadamente dez anos de follow-up.

O que sabemos é que os implantes comercialmente disponíveis não exibem nanocaracterísticas por si só. Tais superfícies têm combinações microtopográficas e/ou características físicas em diferentes escalas, apresentando-se com dificuldades claras para destacarmos um parâmetro específico, como nanorrugosidade por trás de bons resultados clínicos.

Hoje, o que temos neste tema é ainda uma grande lacuna entre a promessa da nanotecnologia e sua integração em uma nova geração de produtos.

Também deve ser enfatizado que uma infinidade de modificações de superfície em escala nanométrica, com a finalidade principal de modular a cicatrização óssea, está em constante desenvolvimento, mostrando efeitos biológicos e adicionais às já estabelecidas respostas associadas ao nível micrométrico.

Uma vez que foi determinado experimentalmente que todos os níveis de interação da superfície do implante, em diferentes escala de comprimento, e suas características biomoleculares têm um papel substancial para a ciência da osseointegração, inovações contínuas nesta área serão sempre um desafio a ser vencido.

 

REFERÊNCIAS

• Ehrenfest DMD, Coelho PG, Kang BS, Sul YT, Albrektsson T. Classification of osseointegrated implant surfaces: materials, chemistry and topography. Trends Biotechnol 2010;28(4):198-206.

• Jemat A, Ghazali MJ, Razali M, Otsuka Y. Surface modifications and their effects on titanium dental implants. Biomed Res Int 2015 (Epub 2015 Sep 7).

• Shibli JA, Ehrenfest DMD. In dental implant surfaces, NanoWar has begun… but NanoQuest is still at stake! Poseido 2013;1(3):131-40.

• Variola F, Brunski JB, Orsini G, de Oliveira PT, Wazen R, Nanci A. Nanoscale surface modifications of medically relevant metals: state-of the art and perspectives. Nanoscale 2011;3(2):335-53 (Epub 2010 Oct 26).

• Sul YT, Kang BS, Johansson C, Um HS, Park CJ, Albrektsson T. The roles of surface chemistry and topography in the strength and rate of osseointegration of titanium implants in bone. J Biomed Mater Res A 2009;89(4):942-50.

• Wennerberg A, Albrektsson T. Effects of titanium surface topography on bone integration: a systematic review. Clin Oral Implants Res 2009;20(suppl. 4):172-84.

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