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INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
FUNORTE/SOEBRÁS
HIDROXIAPATITA: SUBSTITUTO ÓSSEO NAS
RECONSTRUÇÕES ALVEOLARES
Carlos Henrique Vieira Horta
Três Corações - MG
2012
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Carlos Henrique Vieira Horta
HIDROXIAPATITA: SUBSTITUTO ÓSSEO NAS
RECONSTRUÇÕES ALVEOLARES
Monografia apresentada ao Curso PósGraduação em Implantodontia, como requisito
parcial para obtenção do título de
Especialista.
Orientador:
Três Corações - MG
2012
Prof. Luiz
Marinho
Henrique
Moreira
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Carlos Henrique Vieira Horta
HIDROXIAPATITA: SUBSTITUTO ÓSSEO NAS
RECONSTRUÇÕES ALVEOLARES
Aprovado em____/____/____
COMISSÃO EXAMINADORA
___________________________________________________
Orientador: Prof. Luiz Henrique Moreira Marinho
___________________________________________________
Prof.
___________________________________________________
Prof.
3
DEDICATÓRIA
À minha esposa Renata e aos meus filhos Guilherme e Ana Luísa pelo carinho e
compreensão todos os dias.
4
AGRADECIMENTOS
Ao Prof.
Luiz Henrique Moreira Marinho, pela atenção, pela cuidadosa revisão e
pela orientação e cuidado na elaboração deste trabalho.
Aos colegas de curso, pela amizade e pelos ótimos momentos que passamos juntos.
Aos demais professores pela paciência e atenção constantes
Aos funcionários pela ajuda e gentileza no atendimento.
MUITO OBRIGADO!
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“O homem erudito é um descobridor de fatos que já
existem; mas o homem sábio é um criador de valores que
não existem e que ele faz existir.”
Albert Einstein
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RESUMO
Materiais à base de fosfato de cálcio vêm sendo bastante estudados nos
últimos anos por vários pesquisadores principalmente para aplicações tecnológicas
na área de saúde voltada ao uso clínico com o intuito de substituir o enxerto ósseo
autógeno em cirurgias ortopédicas. O substituto ósseo ideal deve ser biocompatível
e gradualmente substituído por novo tecido ósseo, além de possuir propriedade
osteoindutiva e/ou osteocondutiva. As Hidroxiapatitas (HA) obtidas por diferentes
métodos têm sido avaliadas em animais e humanos. Em todos os casos
documentados, esse material tem demonstrado apresentar um alto grau de
biocompatibilidade com os tecidos duro e mole. HA é indicada para recuperação de
perdas ósseas, em geral, deformidades ósseas, preenchimento de alvéolos após
extração, regularização de rebordo alveolar, como protetor pulpar direto e outras
aplicações clínicas na medicina humana e na odontologia.
Palavras-chave: Hidroxiapatita, enxerto ósseo, regeneração óssea.
7
ABSTRACT
Materials based on calcium phosphate has been extensively studied in the
last years by several researchers, mainly to technological applications in the health
area to the clinical uses, with the aim to substitute the bone autograft in a orthopedic
surgery. The ideal bone substitute should be biocompatible and gradually substituted
by the new bony tissue, beside it must have osteoconductive and/or osteoinductive
properties. Hydroxilapatites (HA) obtained different methods has been evaluated in
human and animals. In all the registered cases, this material has demonstrated to
present a high degree of biocompatibility with both hard and soft tissues. HA is
indicated for recovery of bone substitute, alveolar ridge reconstruction procedures, in
endodontics and other clinical applications in the medicine and dentistry.
Key words: Hydroxilapatite, Bone graft, Bone regeneration.
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LISTA DE ABREVIATURAS
BMF: Proteínas Ósseas Morfogenéticas
DRX: Difração de Raios X
HA: Hidroxiapatita
IGF: Fator de Crescimento Insulina-dependente
MEV: Microscopia Eletrônica de Varredura
PDGF: Fator de Crescimento Derivado de Plaquetas
TGF: Fator de Crescimento Tissular
TGFβ: Fator de Crescimento Tissular Beta
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Classificação dos enxertos e comparação entre o mecanismo de
formação óssea....................................................................................17
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO........................................................................................................11
2 PROPOSIÇÃO........................................................................................................13
3 REVISÃO DA LITERATURA..................................................................................14
3.1 SUBSTITUTOS ÓSSEOS....................................................................................15
3.2 BIOMATERIAIS – ENXERTOS ALOPLÁSTICOS................................................18
3.3 HIDROXIAPATITA................................................................................................19
4 DISCUSSÃO...........................................................................................................24
5 CONCLUSÕES.......................................................................................................27
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................................29
11
1 INTRODUÇÃO
No decorrer da última década, vem sendo crescente a associação de várias
áreas tecnológicas e médicas, com o objetivo de desenvolver terapias capazes de
maximizar e acelerar processos regenerativos de tecidos orgânicos sem provocar
efeitos adversos aos pacientes, sendo essa associação profissional chamada de
engenharia de tecidos. Neste contexto, a utilização de biomateriais como algumas
biocerâmicas de fosfato de cálcio, para acelerar a reparação óssea, são muito
estudadas e documentadas.
Os biomateriais são inertes, degradáveis e absorvíveis e favorecerem o
crescimento ósseo por condução e, se possível, por indução. Essas características
dependem das propriedades físicas e químicas do material, que devem ser
compatíveis com as reações fisiológicas do osso. O grupo de biomateriais que mais
se assemelham à composição do osso é o das cerâmicas de fosfato de cálcio,
dentre as quais a mais difundida é a hidroxiapatita. A estrutura porosa da
hidroxiapatita funciona como suporte passivo à neoformação vascular, o que leva à
proliferação de fatores indutores da aposição óssea (BORGES, 1998).
Os biomateriais podem ser definidos como substâncias de origem natural ou
sintética, tolerados de forma transitória ou permanente pelos diversos tecidos que
constituem os órgãos dos seres vivos (MORAES, 2002).
A hidroxiapatita é a biocerâmica mais utilizada na área médica e ocupa lugar
de destaque por apresentar-se quimicamente muito similar à fase mineral do osso,
preenchendo pré-requisitos biológicos importantes para sua interação com meios
orgânicos (CAMARGO et al., 2009).
A superfície porosa da hidroxiapatita parece fornecer um substrato adicional
à proliferação do tecido ósseo. Permitindo a junção, proliferação, migração e
expressão fenotípica de células ósseas, o que resultará em formação de novo osso,
em aposição direta ao biomaterial.
Na Odontologia, podem ser utilizadas para o tratamento de perdas e
correções de defeitos ósseos, para o aumento ou reconstrução do rebordo alveolar,
12
preenchimento de defeitos intra-ósseos e de alvéolos dentários, implantes imediatos
após exodontias, elevação do assoalho do seio maxilar e tratamento de defeitos
peri-implantares.
Sendo assim, torna-se oportuno a realização de um estudo bibliográfico
para melhor entendimento do mecanismo de formação do osso por meio dos
substitutos ósseos, dentre eles a hidroxiapatita.
13
2 PROPOSIÇÃO
O objetivo deste estudo é realizar uma revisão bibliográfica a respeito da
hidroxiapatita como substituto ósseo nas reconstruções alveolares.
14
3 REVISÃO DA LITERATURA
Para entendimento do mecanismo de ação da hidroxiapatita, faz-se
necessário o conhecimento dos mecanismos de formação óssea, neste contexto
Lindhe et al. (2005) afirmaram que a osteogênese é a formação e desenvolvimento
do osso. Neste mecanismo, os biomateriais são capazes de promover a formação
óssea por carregarem consigo células ósseas. Células osteogênicas podem
encorajar a formação óssea em tecidos mucosos ou ativar rapidamente a
neoformação nos sítios ósseos. O osso autógeno é um exemplo de enxerto com
propriedade osteogênica e é capaz de formar tecido ósseo mesmo na ausência de
células mesenquimais indiferenciadas. Já a osteoindução é o ato ou processo de
estimular a osteogênese. Envolve a formação de um novo tecido ósseo, pela
diferenciação local das células mesenquimais indiferenciadas em osteoblastos, sob
a influência de um ou mais agentes indutores, como as proteínas ósseas
morfogenéticas (BMP), presentes nos enxertos.
Ten Cate (2008) afirmou que os mecanismos que controlam a
remodelagem óssea ainda não são compreendidos. Uma questão-chave é como os
osteoclastos são direcionados a um lugar específico para realizar a reabsorção
óssea. Osteoblastos estimulados por hormônios ou, talvez, por alterações locais,
como a movimentação dentária, podem proporcionar um mecanismo de controle
para reabsorção óssea. Sabe-se que os osteoclastos só podem reabsorver
superfícies mineralizadas. Deve ocorrer, também, sinalização hormonal, uma vez
que a calcitonina e a leupeptina inibem a liberação de cálcio e a atividade
colagenolítica, presumivelmente por terem como alvo os osteoclastos. Por outro
lado, o processo de reabsorção pode ser autorregulável devido à dissolução mineral
que precede a degradação da matriz orgânica no interior da lacuna de Howship,
formada pelo osteoclasto. A repetida atividade de deposição e remoção de tecido
ósseo acomoda o crescimento de um osso, sem que ele perca a função ou o
relacionamento com as estruturas adjacentes durante o processo de remodelação.
15
3.1 Substitutos ósseos
Marx & Saunders (1986) afirmaram que os enxertos autógenos são
obtidos do próprio paciente e indicados como primeira escolha e são considerados
como o “padrão ouro”. É difícil concentrar as propriedades osteogênicas,
osteocondutoras e osteoindutoras em materiais sintéticos, entretanto os biomateriais
são aqueles que apresentam melhor previsibilidade, por possuírem as propriedades
osteogênicas, osteocondutoras e osteoindutoras, além de evitar incompatibilidades
imunológicas. Sua eficácia baseia-se no transplante da matriz óssea autógena
contendo células ósseas vivas para a região receptora.
Misch (2000) afirmou que os biomateriais sintéticos, como os fosfatos de
cálcio, podem apresentar propriedades físico-químicas controladas, sendo uma
alternativa aos enxertos de outras origens. Podem ser encontrados na natureza (nos
corais) ou sintetizados por métodos de precipitação utilizando reagentes químicos.
Estes materiais devem garantir a formação de ligações estáveis com o osso
neoformado com o passar do tempo. As hidroxiapatitas (HA), o fosfato tricálcico e os
biovidros são exemplos desta classe de materiais. A hidroxiapatita representa o
componente inorgânico do tecido calcificado do corpo humano representando entre
30 e 70% da massa de ossos e dentes, respectivamente. A parte inorgânica do
tecido ósseo consiste em uma fase amorfa e uma fase cristalina; a primeira sendo
fosfato tricálcico, enquanto a última, hidroxiapatita. A fase amorfa predomina em
ossos novos e é parcialmente transformada em fase cristalina com a idade. A
fórmula da hidroxiapatita estequiométrica é [Ca 10(PO4)6(OH)2], com a razão molar
Ca/P de 1:1,67. Podem ser reabsorvíveis ou não reabsorvíveis, dependendo do grau
de dissolução. O fato de existir semelhança dos cristais com a apatita óssea mineral
permite crescimento e contato quando implantado no tecido ósseo. Os fosfatos
tricálcicos apresentam estrutura semelhante a HA e propriedades osteocondutoras,
possuindo capacidade de ser reabsorvido por dissolução química.
A enxertia óssea é utilizada desde a antiguidade, inicialmente para corrigir
defeitos da calota craniana. Com a evolução das técnicas de cirurgia, assepsia e
anestesia, o enxerto ósseo passou a fazer parte do arsenal cirúrgico; o osso
autólogo (autógenos) é considerado, até o momento, o melhor material a ser
utilizado na busca da consolidação óssea. Isso se deve às suas propriedades
16
osteogênicas, osteoindutoras e osteocondutoras, além do fato de não causar reação
imunológica ou transmissão de doenças infecciosas. Seu uso, no entanto, é limitado
por ter fonte esgotável, causar seqüelas no sítio doador do enxerto (dor, alteração
de sensibilidade e cicatrizes), além de ter sua qualidade dependente da idade e das
condições gerais do indivíduo (AHLMANN et al., 2002).
Entretanto, no estudo dos substitutos ósseos, devem ser considerados os
agentes osteogênicos, basicamente células mesenquimais pluripotenciais (célulastronco), com capacidade para se diferenciarem em células produtoras de tecido
ósseo ou vascular, agentes osteoindutores, que são moléculas capazes de induzir
proliferação e diferenciação de células mesenquimais em diferentes tecidos (como
exemplo, a proteína morfogenética óssea – BMP, o fator de crescimento tissular –
TGF, entre outras), produzidas no interior de diferentes células e estocadas em
elementos como plaquetas, e os agentes osteocondutores, que agem como um
arcabouço para o crescimento ósseo, sendo em alguns casos progressivamente
substituídos pelo osso. São exemplos de materiais osteocondutores: enxerto ósseo
homólogo e heterólogo, biocerâmicas, biovidros, polímeros sintéticos e metal poroso
(PARIKH, 2002).
Novaes (2004) afirmou que os enxertos alógenos representam uma opção
alternativa ao osso autógeno, mas possuem limitações como alto custo,
possibilidade de transmissibilidade viral e desencadear reações imunológicas. Os
enxertos xenógenos possuem características físico-químicas similares ao osso
humano e recebem tratamentos adequados na tentativa de evitar respostas
imunológicas ou inflamatórias adversas. Além disto, apresenta padrões de
reabsorção e degradação bastante lentos, onde se observa a ocorrência de
neoformação óssea ao redor de suas partículas. A hidroxiapatita bovina tem como
exemplo o Bio-Oss, biomaterial que dispõe de vasta literatura científica ao longo dos
anos.
Khoury et al. (2007) afirmaram que o osso autógeno é considerado o
biomaterial padrão ouro nas reconstruções ósseas por possuir propriedades
osteogênicas,
osteocondutoras
e
osteoindutoras,
preenchendo
todas
as
propriedades biológicas e físico-químicas ideais. Porém, apresentam algumas
17
desvantagens como trauma para o paciente, morbidade no leito doador, além de
complicações como infecções, hematomas e parestesias.
Garofalo (2007) realizou um estudo de revisão de literatura sobre enxerto
autógeno, alogênico e xenogênico para a regeneração óssea e elevação assoalho
do seio maxilar, com o foco nas características osteocondutora, osteoindutora e
osteogênica e seus vários aspectos clínicos e biológicos. A elevação do seio
maxilar com biomateriais é uma técnica de cirúrgica segura e a regeneração óssea
promovida é um processo contínuo e complexo que leva à restauração anatômica e
funcional. Muitos eventos acontecem quando biomateriais entraram em contacto
com um ambiente biológico; interações moleculares e celulares influenciam as
características do tecido em torno de biomateriais. Na presença de biomateriais,
fatores de crescimento são adsorvidos na superfície de substitutos ósseos,
promovendo a integração do enxerto com o osso. Portanto, a função dos
biomateriais é promover a rápida formação óssea, quando o substituto ósseo é
totalmente integrado.
Portanto, os enxertos podem ser classificados em autógeno, homógeno,
heterógeno e aloplástico. Os materiais relativos a cada tipo de enxerto e sua
capacidade de formação óssea estão descritos na tabela 1.
Tabela 1 – Classificação dos enxertos e comparação entre o mecanismo de
formação óssea
Enxerto
Materiais
Osteocondução
Osteoindução
Osteogênese
Autógeno
Osso cortical ou
medular do
próprio paciente
sim
sim
sim
sim
não
não
sim
não
não
sim
não
não
Homógeno
Heterógeno
Aloplástico
Osso humano
proveniente de
um banco de
osso
Osso
proveniente de
outra espécie
Enxertos de
origem sintética
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Há, portanto, necessidade do desenvolvimento de materiais e de técnicas
que proporcionem resultados ao menos equivalentes àqueles obtidos quando do uso
de enxertia autóloga. A expressão “substitutos ósseos” é utilizada para citar os
diversos elementos que podem ser utilizados com essa finalidade (ZABEU,
MERCADANTE, 2008).
3.2 Biomateriais – Enxertos aloplásticos
Proubasta, Mur e Pianell (1997) afirmaram que o êxito da aplicação de um
material no organismo,
depende essencialmente de dois fatores: a sua
biofuncionalidade a qual está diretamente relacionada com a capacidade do
biomaterial desempenhar uma determinada função (ou parte desta) do organismo e
a sua biocompatibilidade que se baseia na análise das reações ocorridas na
superfície do implante, não só quando da sua implantação, mas também ao longo do
tempo, quando este sofre um processo de degradação e desgaste.
Garg et al. (1999) relataram que os enxertos aloplásticos são dispositivos
de origem sintética. Esses biomateriais, bio-inertes e bio-ativos, podem ser porosos,
cristalinos, amorfos e granulados, porém, sobretudo, devem garantir a formação de
ligações estáveis com o osso neoformado, com o passar do tempo. Utilizados para
reconstrução de defeitos ósseos e aumento do rebordo alveolar reabsorvido,
funcionam através da promoção de um arcabouço para a angiogênese e
conseqüente neoformação óssea. Em geral, estes materiais exibem boa resistência
à compressão e pobre resistência à tensão, similares ao osso humano. São
exemplos de materiais aloplásticos, as hidroxiapatitas (HA), o fosfato tricálcico e os
biovidros. A hidroxiapatita representa o componente inorgânico do tecido calcificado
do corpo humano, pode ser reabsorvível ou não reabsorvível e possui uma
proporção de cálcio/fósforo de 10:6. Esta semelhança estrutural com a apatita óssea
mineral permite crescimento e contato quando implantado no tecido ósseo. O fosfato
tricálcico apresenta estrutura semelhante à HA, bioativo e com propriedades
osteocondutoras, possui capacidade de ser reabsorvido por dissolução química.
Assim, em termos de resposta biológica, após implantação de um
biomaterial ocorre a formação de um hematoma, com uma resposta inflamatória com
19
a chamada de água e de glicoproteínas, que revestem e aderem ao implante. Por
quimiotactismo, numerosas células são recrutadas para o local, nomeadamente
neutrófilos, eosinófilos, monócitos e macrófagos (reação de corpo estranho). Estas
últimas, além da sua atividade fagocítica, estimulam a ação dos linfócitos,
fibroblastos, osteoclastos e células polimorfonucleares. Seguidamente, inicia-se a
angiogênese, com a migração e proliferação de células endoteliais que vão formar
uma rede de capilares que constituirá o suporte vascular da zona. Por fim, devido à
ação de citoquinas (IL-1 e IL-2) e de diversos fatores de crescimento (TGF-β, PDGF,
IGF, BMP’s) vai ocorrer um processo de diferenciação das células mesenquimatosas
pluripotenciais com a formação de matriz óssea e de osso imaturo (DAVIES, 2000).
Bauer & Muschler (2000) e Carvalho et al. (2004) afirmaram que na
osteocondução, o biomaterial funciona como uma matriz física ou arcabouço para
deposição de novo osso oriundo das imediações. É caracterizada por um processo
de crescimento e invasão de vasos sanguíneos, de tecidos perivasculares e de
células osteoprogenitoras do sítio receptor para o enxerto. O biomaterial é
gradativamente reabsorvido e simultaneamente substituído por novo tecido ósseo.
Gutierres et al. (2006) afirmaram que os biomateriais podem ser
classificados de acordo com a sua composição química em: metais e ligas metálicas;
cerâmicos; polímeros e compósitos. Podem ser classificados também, de acordo
com o seu comportamento biológico em: bio-inertes, biotolerados, bio-ativos e
reabsorvíveis. A hidroxiapatitta é considerada bio-ativa e será motivo deste estudo.
3.3 Hidroxiapatita
A hidroxiapatita é o constituinte mineral natural encontrado no osso
representando de 30 a 70% da massa dos ossos e dentes. A hidroxiapatita sintética
possui propriedades de biocompatibilidade e osteointegração, o que a torna
substituta do osso humano em implantes e próteses (EANES, 1980).
Dois tipos de hidroxiapatitas devem ser considerados: as sintetizadas em
altas temperaturas e que apresentam boa cristalinidade e tamanho de cristais
grandes e as hidroxiapatitas sintetizadas em baixas temperaturas que apresentam
baixa cristalinidade e tamanho de cristais pequenos. A hidroxiapatita precipitada por
20
via úmida possui características similares às do tecido ósseo e dentário,
diferentemente da hidroxiapatita sintetizada a altas temperaturas. A hidroxiapatita,
por ser o principal constituinte da fase inorgânica do osso, tem sido muito estudada.
Suas características químicas e estruturais possibilitam seu uso na área médica
como material biocompatível em implantes e próteses. Na ortopedia existe um
particular interesse em usá-la como revestimento de próteses metálicas para
promover a ligação interfacial estável entre o material implantado e o tecido vivo
(FULMER et al., 1992).
A hidroxiapatita ocorre raramente na natureza, porém sua estrutura é
similar a fluorapatita (com o grupo OH- ocupando os sítios do F-). Esses minerais
ocorrem como constituintes de várias rochas ígneas e metamórficas, especialmente
em calcários cristalinos (LOGAN et al., 1995).
As hidroxiapatita disponíveis são as reabsorvíveis ou não, particuladas ou
em bloco, densa ou porosa. As vantagens do uso da HA são a não necessidade de
abrir um segundo sítio cirúrgico, ser biocompatível e formar uma ligação direta com o
osso. Suas desvantagens são não ser osteoindutora e não conter células
osteoprogenitoras (TONG et al., 1998).
Ducheyne & Qiu (1999) afirmaram que o comportamento do material de
enxerto particulado depende, em parte, do tamanho das partículas e da sua
distribuição granulométrica. A área da superfície disponível para reagir com células e
fluido biológico é diretamente proporcional ao cubo do tamanho da partícula do
biomaterial. Uma variação estreita no tamanho das partículas é crucial para a
promoção da diferenciação celular através do material de enxerto, permitindo assim
uma vascularização adequada.
Werner et al. (2002) concluíram que as dimensões adequadas de poros
favorecem o entrelaçamento do tecido com o biomaterial. Poros com diâmetro de
100 μm são necessários para a migração e o transporte celular; entretanto, poros
maiores que 300 μm permitem o desenvolvimento de um sistema de capilares,
favorecendo a neoformação óssea. Sendo assim, a quantidade do osso formado é
diretamente proporcional ao tamanho dos poros.
21
Jansen et al. (2006) afirmaram que a hidroxiapatita apresenta-se
comercialmente em dois tipos: microgranular (250 a 1000 µm) e macrogranular
(1000 a 2000 µm), porosa e não porosa. O tamanho dos poros deve ser suficiente
para hospedar componentes celulares e extracelulares, tendo influência direta sobre
a formação de tecido ósseo.
Pereira et al (2006) complementaram este conceito, afirmando que as
cerâmicas (hidroxiapatita) porosas devem ter poros interconectados com tamanho
mínimo de 100 µm, sendo que os poros maiores que 200 µm são necessários par
uma osteocondução eficaz. Porém, quanto mais porosa, menos resistente a
impactos ela se torna, e no caso dos implantes, para compensar a porosidade, uma
aumento da espessura é exigido para compensar a diminuição da resistência.
A forma densa apresenta microporosidades, devido ao processo de
sinterização ao qual é submetido durante a sua confecção. Essas microporosidades
facilitam a ação de células que atuam no processo de reparação. Já a forma porosa
facilita o crescimento de tecidos. Em relação à absorção, a forma porosa sofrerá um
processo mais rápido que a forma densa, no entanto, esta terá uma maior
resistência à compressão (CAMARINI et al., 2006).
A hidroxiapatita é similar ao osso natural em relação à porosidade,
cristalinidade, razão molar cálcio-fosfato e à área interna de superfície. Desta
maneira, demonstra ser um biomaterial seguro, pois não provoca respostas imunes,
além de apresentar padrões de reabsorção e degradação bastante lentos, em que
se observam a neoformação óssea ao redor de suas partículas (DALAPÍCULA et al.,
2006).
Camardo et al. (2007) relataram que as biocerâmicas na composição
(Ca/P) e os fosfatos de cálcio são amplamente utilizados como substitutos ósseos
em razão das características mineralógicas destes biomateriais serem semelhantes
a da apatita, estrutura óssea do esqueleto humano e por apresentarem boa
biocompatíbilidade. A síntese de pós-cerâmicos nano-estruturados de fosfato de
cálcio e materiais nanocompósitos são promissores em aplicações cirúrgicas
médico-odontológicas, na fixação de próteses, enchimento ósseo, em revestimentos,
na estabilização de implantes e como elemento matricial na reconstituição da
estrutura óssea.
22
Azevedo et al. (2008) relataram que as cerâmicas empregadas no corpo
humano podem ser divididas nas três classificações de biomateriais: inerte,
biodegradável e bioativo. Os Materiais que podem ser classificados como
biocerâmicas incluem alumina, zircônia, fosfatos de cálcio, vidros ou vidros
cerâmicos a base de sílica, carbonos pirolíticos. Existe uma série de cerâmicas de
fosfato de cálcio consideradas biocompatíveis. Destas, a maioria é reabsorvível e
dissolverá quando expostas a ambientes fisiológicos. Em ordem de solubilidade
estes materiais incluem: tetracalcium phosphate (Ca4P2O9); Fosfato de cálcio
amorfo;
alpha-tricalcium
phosphate
(Ca3(PO4)2);
beta-tricalcium
phospate
(Ca3(PO4)2); Hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2]. Ao contrário dos outros fosfatos de
cálcio, a hidroxiapatita não quebra sob condições fisiológicas. De fato, é
termodinamicamente estável em pH fisiológico e participa ativamente na ligação
óssea, formando ligações químicas fortes com os ossos em volta. Esta propriedade
tem sido explorada para recuperação óssea rápida após traumas mais complexos ou
cirurgia.
Jones et al. (2009) afirmaram que os poros aumentam a área de
superfície do material, porém, quanto maior a porosidade mais rápida será a
dissolução do enxerto. A interconectividade dos poros também é de suma
importância, já que vai permitir que os fluidos e as células se difundam no interior
das partículas, fazendo com que haja uma facilitação no processo de formação
óssea.
Silva (2009) afirmou que a hidroxiapatita sintética tem sido indicada em
preenchimento de defeitos ósseos, regeneração óssea, artrodeses. A Hidroxiapatita
tem sido utilizada em associação com polímeros, coadjuvante na colocação de
implantes metálicos, equipamentos percutâneos, reparo e substituição de paredes
orbitais, substituição do globo ocular e recobrimento de implantes metálicos. Além
disto, existe uma perspectiva e estudos da utilização da hidroxiapatita como “drug
delivery”, isto é, liberação de medicamento controlado como a ampicilina e
gentamicina e indução de crescimento ósseo pela combinação com fatores de
crescimento como BMP (proteína morfogenética óssea) e medula óssea. Na
odontologia tem sido utilizada no tratamento de defeitos periodontais, aumento de
rebordos alveolares, cirurgias ortognáticas, recobrimento de alguns implantes orais
intra-ósseos e em locais de grande perda óssea.
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Conz et al. (2010) realizaram uma caracterização físico-química de 12
biomateriais utilizados como enxertos ósseos A caracterização físico-química
englobou análise granulométrica, microscopia eletrônica de varredura (MEV),
difração de raios X (DRX), determinação da área superficial específica e
cristalinidade das amostras. O resultado demonstrou que todas as amostras
inorgânicas
eram
constituídas
de
hidroxiapatita,
com
diferentes
faixas
granulométricas, área de superfície variando de 0,18 a 81,4 m2/g e cristalinidade
variando de baixa a alta, demonstrando que apesar da semelhança de suas
composições, os biomateriais analisados (Genox composto, Genox orgânico, Genox
inorgânico cortical, Genox inorgânico medular, Bio-oss, Alobone poros, Pro HA
absorvível, GenPhos absorvível, Osteogen, Pro HA não absorvível, GenPhos não
absorvível e DFDBA Pacific Coast) apresentaram diferenças de parâmetros físicoquímicos.
Dantas et al. (2011) afirmaram que a característica mais importante da HA
é a osteocondutividade, a qual induz crescimento ósseo no interior do enxerto,
promovendo a estabilidade e manutenção do volume do implante. A osteocondução
caracteriza um material que permite a aposição de novo tecido ósseo, a partir de
osso pré-existente, funcionando como arcabouço para as células osteoprogenitoras
se fixarem e atuarem com a participação de vasos sanguíneos proliferados que
levam os componentes necessários à formação óssea.
Teodorovic, Jovanic (2012) afirmaram que a hidroxiapatita quimicamente
sintetizada (Hap), apresenta elevada purificação e cristalinidade. A Hap artificial é
usada na boca para o reparo do tecido do osso, como preenchimento nos defeitos
periodontais e para aumentar o rebordo alveolar, também pode ser utilizada a
obturação definitiva do canal radicular, como um plug apical ou obturar perfurações
da raiz. A hidroxiapatita é biocompatível, não induz a reação com células gigantes,
nem processo inflamatório considerável ou elevação do Ca e P no sangue, em
adição estimula a sintetização de Cálcio-fosfato que contribui para a formação de
tecido ósseo e ponte de dentina.
24
4 DISCUSSÃO
O osso é um tecido multifuncional, metabolicamente ativo, constituído por
uma população heterogênea de células, em diferentes estágios de diferenciação
celular. Está em equilíbrio dinâmico, com regulação da mobilização e deposição
mineral, durante a vida do animal. É um tecido que sofre um processo contínuo de
renovação e remodelação (MISCH, 2000). Esta atividade é consequência, em sua
maior parte, da atividade de dois tipos celulares principais, característicos do tecido
ósseo: os osteoblastos e os osteoclastos. O processo de remodelação óssea
desenvolve-se com base em dois processos antagônicos, mas acoplados: a
formação e a reabsorção ósseas. O acoplamento dos dois processos permite a
renovação e remodelação ósseas e é mantido, em longo prazo, por um complexo
sistema de controle que inclui hormônios, fatores físicos e fatores humorais locais
(LINDHE et al, 2005; GAROFALO, 2007; TEN CATE, 2008).
Os materiais de enxerto e os substitutos ósseos utilizados em odontologia
podem ser divididos em quatro categorias: enxertos autógenos que são obtidos e
transplantados de um sítio para o outro, em um mesmo indivíduo (MARX,
SAUNDERS; 1986; AHLMANN et al., 2002; CAMARDO et al., 2007), entretanto
pode apresentar desvantagens como trauma para o paciente, morbidade no leito
doador, além de complicações como infecções, hematomas e parestesias (KHOURY
et al., 2007). Enxertos homógenos que são materiais obtidos de um indivíduo e
transplantado para outro da mesma espécie, porém geneticamente diferentes
(PARIKH,
2002),
possuem
limitações
como
alto
custo,
possibilidade
de
transmissibilidade viral e desencadear reações imunológicas (NOVAES, 2004).
Existem também, os enxertos heterógenos que são materiais obtidos de espécies
diferentes e os materiais aloplásticos para implantes inertes. São exemplos dessa
modalidade, as biocerâmicas e as hidroxiapatitas (HA), fosfato tricálcico e os
biovidros (GARG et al.,1999; BAUER, MUSCHLER , 2000 ; CARVALHO et al., 2004;
GUTIERRES et al., 2006), eles possuem características físico-químicas similares ao
osso humano e recebem tratamentos adequados na tentativa de evitar respostas
imunológicas ou inflamatórias adversas (NOVAES, 2004).
25
Os substitutos ósseos podem ser utilizados para o tratamento de perdas e
correções de defeitos ósseos, para o aumento ou reconstrução do rebordo alveolar,
preenchimento de defeitos intra-ósseos e de alvéolos dentários, implantes imediatos
após exodontias, elevação do assoalho do seio maxilar e tratamento de defeitos
peri-implantares (CAMARGO et al., 2009). No entanto, sua indicação deve ser bem
avaliada, dentro de um rigor clínico e ético quanto aos riscos e benefícios da prática.
E isso, só pode ser realizado com o conhecimento do cirurgião-dentista quanto às
características, concentrações, propriedades do material, biofuncionalidade e
biocompatibilidade (PROUBASTA, MUR, PIANELL,1997; DAVIES, 2000; ZABEU,
MERCADANTE, 2008). Os biomateriais também podem ser empregados como “drug
delivery” para a liberação de medicamento controlado e
para indução de
crescimento ósseo pela combinação com fatores de crescimento como BMP
(proteína morfogenética óssea) e medula óssea (SILVA, 2009).
Um biomaterial por definição é uma substância ou associação de duas ou
mais substâncias, farmacologicamente inertes, de origem natural ou sintética,
utilizadas para substituir, aumentar ou melhorar, parcial ou integralmente tecidos e
órgãos (BORGES, 1998; MISCH, 2000; MORAES, 2002; CONZ et al. (2010).
O uso da hidroxiapatita (HA) tem sido muito pesquisado desde seu
surgimento como biomaterial, em 1970. A HA é um fosfato de cálcio hidratado,
principal componente (cerca de 95%) da fase mineral dos ossos e dentes humanos.
A hidroxiapatita é o material presente nos vertebrados, compondo o esqueleto ósseo
e atuando como reserva de cálcio e fósforo (TONG et al., 1998). As hidroxiapatitas
de origem sintética ou natural têm recebido atenção especial pela sua semelhança
estrutural, química e física com a matriz mineral óssea. Além de não induzir qualquer
reação imunológica ou tóxica indesejável, ao contrário de alguns materiais de origem
orgânica (DANTAS et al., 2011; TEODOROVIC, JOVANIC, 2012).
A hidroxiapatita, que pode ou não apresentar poros (JANSEN et al., 2006;
CAMARINI et al., 2006; DALAPÍCULA et al., 2006). A presença de poros aumenta a
área de superfície, resultando em aumento da atividade osteoblástica, diferenciação
e nova deposição óssea. Poros com 100 µm são necessários para a migração e o
transporte
celular;
entretanto,
poros
maiores
que
300
μm
permitem
o
26
desenvolvimento de um sistema de capilares, favorecendo a neoformação óssea
(WERNER et al., 2002), afirmação corroborada por Pereira et al (2006).
A larga superfície de área resulta em alta tendência para a
biorreabsorção, que induz a alta bio-atividade celular. A intercomunicação entre os
poros proporciona um arcabouço para o crescimento ósseo dentro da matriz do
implante, podendo prevenir a perda do mesmo (CAMARINI et al., 2006). Os poros
garantem o crescimento de canais vasculares que garantem a nutrição do enxerto,
sendo que alguns poros são preenchidos por novo osso após 16 semanas de
implantação (WERNER et al., 2002; PEREIRA et al., 2006; AZEVEDO et al., 2008;
JONES et al., 2009).
Porém, além da presença de poros na estrutura da hidroxiapatita, se faz
necessário a observação do tamanho das partículas e da sua distribuição
granulométrica. A área da superfície disponível para reagir com células e fluido
biológico é diretamente proporcional ao cubo do tamanho da partícula do biomaterial
(DUCHEYNE, QIU,1999).
A Hidroxiapatita densa é inteiramente sintética, não apresenta poros e
pode ser fabricada em blocos ou grãos. É de difícil conformação e não permite o
crescimento interno de tecido. Entretanto, os grânulos apresentam maior
adaptabilidade de contorno que os blocos, mas não integridade estrutural intrínseca
e não se torna mecanicamente estável até ser envolvida pelo tecido ósteo-fibroso.
Os grânulos são difíceis de serem mantidos dentro do local desejado de implante e
há possibilidade de migração para áreas não pretendidas após alguns meses ou
anos (CAMARINI et al., 2006).
Dentro deste contexto, a hidroxiapatita porosa é amplamente utilizada na
odontologia. Em situações que requerem aumento ou remodelação óssea, tais como
cirurgias periodontais, elevação do assoalho do seio maxilar, após extrações
dentárias, juntamente com implante dentário, são utilizadas com sucesso (EANES,
1980; FULMER et al., 1992; LOGAN et al., 1995). Entretanto, novos estudos devem
ser realizados com a finalidade de se estabelecer um protocolo adequado de
indicação e aperfeiçoamento tecnológico do material, de forma a tornar a formação
óssea mais segura, proporcionando resultados mais eficazes.
27
5 CONCLUSÕES
De acordo com este estudo bibliográfico, foi possível concluir que:

A hidroxiapatita apresenta características semelhantes ao enxerto
autógeno, considerado “Padrão Ouro”

As hidroxiapatitas de origem sintética ou natural têm recebido
atenção especial pela sua semelhança estrutural, química e física
com a matriz mineral óssea. Além de não induzir qualquer reação
imunológica ou tóxica indesejável.

As hidroxiapatitas são utilizadas no tratamento de perdas e
correções de defeitos ósseos, para o aumento ou reconstrução do
rebordo alveolar, preenchimento de defeitos intra-ósseos e de
alvéolos dentários, implantes imediatos após exodontias, elevação
do assoalho do seio maxilar e tratamento de defeitos periimplantares.

As hidroxiapatitas podem ser empregadas como “drug delivery”
para a liberação de medicamento controlado e para indução de
crescimento ósseo pela combinação com fatores de crescimento
como BMP e medula óssea.

A hidroxiapatita pode ou não apresentar poros. A presença de
poros aumenta a área de superfície, resultando em aumento da
atividade osteoblástica, diferenciação e nova deposição óssea. Os
poros garantem o crescimento de canais vasculares que garantem
a nutrição do enxerto.

A Hidroxiapatita densa é sintética e pode ser fabricada em blocos
ou grãos. É de difícil conformação e não permite o crescimento
interno de tecido.

A hidroxiapatita em grânulos apresenta maior adaptabilidade de
contorno que os blocos, mas não integridade estrutural intrínseca e
28
não se torna mecanicamente estável até ser envolvida pelo tecido
ósteo-fibroso.
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