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Tese de Doutorado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Paula Gabriela Faciola Pessôa de Oliveira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2018
Orientador
Banca examinadora
Souza, Sergio Luis Scombatti de (Presidente)
Almeida, Ana Lúcia Pompéia Fraga de
Bulle, Daniela Bazan Palioto
Pereira Neto, Armando Rodrigues Lopes
Título em português
Avaliação de uma nova superfície de implante recoberta por hidroxiapatita em escala nanométrica. Estudo in vivo em ratos
Palavras-chave em português
Diabetes mellitus
Expressão gênica
Histologia
Implantes dentários
Microtomografia por raio-x
Resumo em português
A terapia com implantes têm sido uma alternativa previsível para substituir ausências dentárias parciais ou totais. No entanto, influências sistêmicas, tal como o diabetes mellitus (DM), podem influenciar negativamente nesse processo. Modificações na microtopografia e superfície dos implantes são estratégias usadas para promover uma melhor ancoragem óssea. Assim, levando em consideração o desenvolvimento de novas superfícies de implantes visando à melhora qualitativa e quantitativa do fenômeno de osseointegração, e por outro lado a deficiência cicatricial dos portadores de DM, os quais podem ser utilizados como modelos de indivíduos com reparo ósseo deficiente, o objetivo desse projeto foi realizar um estudo in vivo, compreendendo ratos saudáveis e ratos diabéticos, para avaliar a resposta biológica uma nova superfície de implante, modificada pela adição de nano-hidroxiapatita, por meio de análises microtomográfica: contato tridimensional osso implante (IS/TS, %), relação entre volume ósseo e superfície óssea (BV/TV, %), relação entre superfície óssea e volume ósseo (BS/BV, mm), separação trabecular (Tb.Sp, %) e porosidade total (Po.To, %); histomorfométrica: avaliação do contato osso-implante (BIC, %) e da densidade óssea ao redor dos implantes (BAFO, %); nanomecânica: módulo de elasticidade (ME) e dureza (D); de expressão gênica: fator de transcrição runt-related 2 (Runx2), fosfatase alcalina (Alp), osteocalcina (Oc), osteopontina (Opn), receptor ativador de fator nuclear kappa-B (Rank), receptor ativador do fator nuclear kappa ligante (Rankl) e osteoprotegerina (Opg). Para isso, mini implantes (superfície LISA, duplo ataque ácido (DAA) e com adição de nanohidroxiapatita (NANO)) foram instalados nas tíbias de ratos saudáveis (n=36) e diabéticos (n=36). Os animais foram eutanasiados aos 7 e 30 dias após a instalação dos implantes. As tíbias direitas foram removidas e fixadas para análise tri-dimensional, histológica e nanomecânica e as esquerdas para avaliação da expressão gênica. Os dados foram avaliados através da análise de variância + teste de Tukey e foram apresentados em função da média e intervalo de confiança de 95%. A % IS/TS mostrou que o revestimento com NANO HA apresentou diferença estatisticamente significante quando comparado as superfícies LISA e DAA, independentemente do tempo e da condição sistêmica. BV/TV (%), BS/BV (mm) e Po.To (%) demonstraram valores mais elevados para o grupo NANO em todos os tempos avaliados e independentemente da condição sistêmica quando comparado aos outros grupos experimentais, com exceção do BS/BV (30 dias rato saudável e 7 e 30 dias rato diabético). Já os resultados da Tb.Sp (%) revelaram diferenças estatísticas favorecendo o grupo diabético NANO aos 7 e 30 dias. A partir da análise histomorfométrica, a superfície NANO apresentou maiores % BIC e % BAFO quando comparados com LISA e DAA (dados avaliados em função da superfície do implante). Além disso, a superfície NANO apresentou maiores % BIC e % BAFO do que a LISA e DAA, com diferenças estatisticamente significantes (avaliação dos dados em função do tempo e da superfície do implante). A superfície NANO apresentou maiores valores de ME e D quando comparado as superfícies LISA e DAA, com diferenças estatisticamente significantes (avaliação dos dados em função do tempo e da superfície do implante). Avaliando todos os fatores (tempo, condição sistêmica e tratamento de superfície), a expressão relativa de Rank evidenciou que a superfície NANO apresentou os melhores resultados aos 7 dias (rato diabético). Adicionalmente, os níveis de Runx2, Alp, Oc e Opn sugerem um aumento da proliferação de osteoblastos, principalmente nos estágios iniciais da osseointegração. A partir dos resultados encontrados, podemos concluir que os implantes recobertos com NANO-hidroxiapatita apresentaram resultados promissores em promover formação de novo osso em um modelo de cicatrização deficiente
Título em inglês
Evaluation of a new hydroxiapatite covered nanometric implant surface. An in vivo study in rats
Palavras-chave em inglês
Dental implants
Diabetes mellitus
Gene expression
Histology
Microtomography
Resumo em inglês
Implant therapy has been a predictable alternative to replace partially or totally missing teeth. However, systemic disease such as diabetes mellitus (DM) may negatively influence the osseointegration. Changes in microtopography and implant surface are two strategies used to promote better bone anchorage. Thus, taking into account the development of new implant surface to improve qualitative and quantitative osseointegration, and on the other hand the impaired healing of DM, which can be used as models of subjects with impaired bone repair. The aim of this in vivo study was to evaluate the biologic response of a new implant surface, modified by the addition of nano-hydroxyapatite through three-dimensional (3D) evaluation using micro-CT: percent intersection surface (IS/TS, %), percent bone volume (BV/TV, %), bone surface/volume ratio (BS/BV, mm), trabecular separation (Tb.Sp, %) and total porosity (To.Po, %); histological analysis: bone to implant contact (BIC, %) and bone area fraction occupancy (BAFO, %); nanomechanical properties: elastic modulus (EM) and hardness (H) and gene expression analysis: runt-related transcription factor 2 (Runx2), alkaline phosphatase (Alp), osteocalcin (Oc), osteopontin (Opn), receptor activator of nuclear factorkappa B (Rank), receptor activator of nuclear factor-kappa B ligand (Rank-L) and osteoprotegerin (Opg). Mini implants (machined, double acid etched and with addition of nano-hydroxyapatite) were installed in tibias of healthy rats (n=36) and diabetic rats (n=36). The animals were euthanized at 7 and 30 days. The right tibia were removed and fixed for micro-CT, histological and nanomechanical analysis and the left for evaluation of gene expression. Data were assessed through analysis of variance + Tukey test and are presented as a function of mean and 95% confidence interval. The % IS/TS showed that NANO group presented statistically significant difference when compared to machined and DAE, regardless of time and systemic condition. BV/TV (%), BS/BV (mm) and To.Po (%) demonstrated higher values for NANO group in all evaluated time point and irrespective of systemic condition, but BS/BV 30 days (healthy rat) and 7 and 30 days (diabetic rat). The results of Tb.Sp (%) revealed statistical differences for NANO diabetic group at 7 and 30 days. From the histomorphometric analysis, NANO surface presented higher % BIC and % BAFO when compared to machined and DAE (data evaluated as a function of implant surface). Additionally, NANO surface presented higher % BIC and % BAFO than machined and DAE, with statistically significant differences (data as a function of time and implant surface). NANO surface depicted higher EM and H values when compared to machined and DAE surfaces, with statistically significant differences (data as a function of time and implant surface). Evaluating all factors (time, systemic condition and surface treatment), the relative expression of Rank showed that NANO surface presented the best results at 7 days (diabetic rats). Furthermore the levels of Runx2, Alp, Oc and Opn suggest an increase in osteoblasts proliferation, especially in early stages of osseointegration. Nano-hydroxyapatite coated implants presented promising results and can be considered an important tool to compensate impaired bone healing reported in diabetics
 
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Data de Publicação
2019-07-04
 
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