Implantes
com cobertura de hidroxiapatita:
uma revisão
Alber Barbara*, N. David Harari** e Mario Groisman***.
RESUMO
O objetivo deste artigo foi apresentar uma revisão de literatura e uma análise da previsibilidade clínica e indicações do emprego de implantes dentais com cobertura de hidroxiapatita.
UNITERMOS
Implantes dentais, biointegração, hidroxiapatita.
ABSTRACT
The aim of this study was to perform a literature review and an anlysis of the clinical predictability and indication for the use of hydroxilapatite coated dental implants.
KEYWORDS
Dental implants, biointegration, hydroxilapatite.
INTRODUÇÃO
Implantologia Oral é o termo usado para descrever a ancoragem de materiais aloplásticos dentro do arco edentado, buscando oferecer suporte e retenção para o restabelecimento de dentes que foram perdidos (Spiekermann 46, 1995).
A excelente previsibilidade do emprego de implantes osseointegrados de titânio para restabelecer proteticamente a função e a estética em pacientes com edentulismo total e parcial encontra-se sedimentada na literatura. (Adel1 et alii¹, 1981, .Branemark et alii6, 1985, Jemt et alii26, 1989, Van Steeuberghe et alii5l, 1990, Olsson et alii39, 1995). Vários fatores devem ser considerados na avaliação de um paciente para instalação de implantes. Dentre esses fatores, a localização e a trajetória óssea; número necessário de implantes e sua distribuição no arco; contra-indicações absolutas e relativas; aspectos estéticos e funcionais assim como quantidade e qualidade ósseas não podem ser negligenciados (Misch38, 1993, Fonseca & Davisl4, 1995, Hobkirk & Watson21, 1995).
Lekholm & Zarb34 (1985) classificaram o tecido ósseo com base na sua qualidade: Osso tipo I apresenta uma cortical compacta e um osso medular homogeneamente compacto. Osso tipo II apresenta uma compacta densa e osso medular também denso. Osso tipo III encontra uma cortical fina e medular densa, e osso tipo IV apresenta compacta fina e baixa densidade trabecular do osso medular.
Jaffin & Berman23 (1991) em estudo retrospectivo de 5 anos com implantes de titânio puro apontam para uma taxa de insucesso superior a 30% nas instalações em osso tipo IV, que é normalmente encontrado na região superior posterior. Portanto, a baixa qualidade óssea parece interferir na área de contato entre tecido duro/implante o que dificulta a estabilidade inicial dos implantes. Este fator pode ainda ser potencializado pela ausência de osso cortical sobre a crista óssea.
Uma alternativa clínica para sobrepor essas dificuldades seria a instalação de implantes cobertos com hidroxiapatita.
IMPLANTES COM COBERTURAS DE HIDROXIAPATITA
Alguns materiais de implante são inertes, outros são bioativos. Estes termos são confundidos, pois todo material de implante deve induzir a uma resposta biológica em algum grau. Entretanto, uma superfície bioativa significa que o material biocompatível deve aumentar ou estimular a formação de novo tecido e, no caso específico de implantes orais promover a união do osso ao implante (Brunski8, 1988). A retenção mecânica dos implantes refere-se basicamente a substratos metálicos implantados, como o titânio ou ligas de titânio.
A retenção é feita, em nível macroscópico, por fendas, roscas ou túneis e envolve o contato direto entre a superfície oxidada (passivada por um óxido) do implante e o tecido ósseo, e em nível microscópio, pela rugosidade das superfícies, permitindo uma íntima união entre o tecido ósseo e o implante, sem a ocorrência de ligações químicas (Meffert36, 1989).
O uso de implantes cobertos por hidroxiapatita introduziu um novo tipo de interface, onde se observa uma união química do osso com a superfície do implante, além da retenção mecânica obtida pela proximidade do tecido ósseo com a superfície dos implantes. Este tipo de situação é alcançada através da aplicação por plasma spray de uma camada de hidroxiapatita de 50 a 75 µm de espessura, sobre o corpo metálico do implante. Esta hidroxiapatita, ao contrário dos outros materiais à base de fosfato de cálcio, como o tricálcio fosfato, que é reabsorvível, resulta em uma superfície de implante alta mente biocompatível, não-reabsorvível. A hidroxiapatita é um material denso policristalino, não poroso, que fica incorporado no tecido ósseo vivo (Krauser Jr.\1989).
A biointegração consiste na união bioquímica do tecido ósseo vivo à superfície de um implante com cobertura de hidroxiapatita que é independente de qualquer mecanismo de união mecânica, e que se toma identificável ao microscópio eletrônico (Block et alii 5, 1987). Meffert et alii37(1992) apontam também para o estabelecimento de uma relação normal com os tecidos moles, sem a ocorrência da migração apical do epitélio juncional.
"As propriedades do material, biocompatibilidade, e sucesso clínico dos implantes com cobertura de hidroxiapatita foram demonstrados em vários estudos "in vitro", estudos em animais de laboratórios e estudos clínicos em humanos" (Tidweel et alii50, 1992).
ESTUDOS IN VITRO
Diferentemente de implantes de titânio puro, os com cobertura de hidroxiapatita têm a habilidade de formar uma interação química como tecido ósseo (Meffert36, 1989). É de suma importância o entendimento de que as coberturas de hidroxiapatita encontradas nos implantes hoje comercializados, diferem em relação a sua composição química, densidade, cristalinidade, nível de impureza, rugosidade superficial e resistência tensil (Kay28, 1992). Fatores como especificações do substrato, qualidade da cobertura, a composição química da cobertura de hidroxiapatita com diferentes percentagens de ß-tricálcio-fosfato e fosfato de cálcio amorfo (Cook et alii11, 1987), temperatura de aplicação, processo de aplicação manual ou automático, qualidade do meio de aplicação da cobertura e controle de qualidade também interferem nas propriedades físico-químicas das coberturas de hidroxiapatita (Kwan e Meffert33, 1990). Kin et alii30 (1994) em um estudo com o intuito de caracterizar implantes com cobertura de hidroxiapatita, observaram que a cristalinidade deste material, dependendo do tipo de implante, variava de 30 a 66%. As técnicas mais comuns de aplicação da cobertura de hidroxiapatita são através de Ion Sputer e plasma spray (Biesbrock e Edgerton4, 1995). Para confecção do implante com cobertura de hidroxiapatita por plasma se inicia o processo com uma hidroxiapatita em fase cristalina de 100%. Durante o processo de transformar o pó de hidroxiapatita num estado de plasma, chega-se a temperatura de 15.000° C, já que nesta temperatura a estrutura cristalina da hidroxiapatita passa por transformações resultando em material de cálcio/fosfato, fase amorfa não cristalina e outros produtos da quebra da estrutura cristalina tais como: fosfato tricálcio e óxido de cálcio. O plasma é acelerado e jogado por um sistema de robótica no corpo do implante oferecendo uma superfície uniforme de hidroxiapatita em tomo de 50 µm, mantendo ao máximo a estrutura cristalina inicial. Uma cobertura densa, pura e altamente cristalina assegura ótimas propriedades mecânicas, físicas e químicas (Hurson22, 1994, Jarcho 24,25, 1980 e 1981). Para Kay28 (1992), pureza e cristalinidade apresentam relação inversa com a solubilidade da cobertura, o que poderia interferir com o processo de biointegração. Para assegurar a performance clínica de implantes com cobertura de hidroxiapatita, a fase cristalina do produto é testada por difração de raios-X, enquanto a pureza por espectroscopia infravermelha. Já densidade e a porosidade são aliviadas por microscopia eletrônica de varredura e a aderência e coesão cobertura-substrato por testagem mecânica (Thomas et alii49, 1987, Biesbrock& Edgerton 4, 1995, Fonseca e Davisl4, 1995).
Paschalis et alii41 (1994) afirmaram, que apesar de análise de difração de raios-X demonstrar uma superfície homogênea da camada de hidroxiapatita sobre implantes, este método, e outros como análise química, espectroscopia de elétron e augher espectroscopia não são capazes de detectar pequenas mudanças de impurezas ou variações na composição mineral. Os autores concluíram que futuros estudos são necessários para uma melhor caracterização das coberturas de hidroxiapatita.
A utilização do plasma de hidroxiapatita sobre superfícies inertes aumenta substancialmente a resistência da onde união interfacial dos implantes com o tecido ósseo, nos estágios iniciais de integração. Entretanto, a longo prazo, a hidroxiapatita pode sofrer reabsorção. Outro problema dos materiais porosos como a (hidroxiapatita) é que estes são menos resistentes do que os equivalentes na forma sólida, pois com o aumento da porosidade ocorre a diminuição da resistência mecânica (Henc & Wilson20, 1991).
Para assegurar a integridade e consistência da cobertura de hidroxiapatita, os fabricantes devem submeter seu produto à análises com difração de Raio-X, para definir as fases cristalinas do material de cobertura, espectroscopia infra-vermelho para garantir a pureza da hidroxiapatita de cobertura, e microscopia eletrônica de varredura para análise de densidade e porosidade devem ser utilizados. Outra testagem a ser feita, é a verificando assim, a resistência e coesão entre o substrato, no caso o titânio e o material de cobertura, a hidroxiapatita. Esses critérios devem se analisados pelo fabricante e por laboratórios independentes (Hahn & Vassosl9, 1993, Hurson22, 1994, Buchs et alii9, 1995).
ESTUDOS ESPERIMENTAIS
Em um estudo de microscopia eletrônica realizado Daculsi et alii12 (1990) foi relatado que a hidroxiapatita, diferente do titânio, forma uma interface contínua sem nenhum tipo de tecido mole entre substrato e tecido ósseo. Esses resultados corroboram com os de Thomas et alii49 (1987) que com o auxílio de microscopia óptica, compararam implantes cobertos de hidroxiapatita com implantes de titânio. Já os resultados obtidos por Piatelli et alii42 (1994) usando análise histoquímica e microscopia de varredura a laser em implantes instalados na tíbia de coelhos, não demonstraram a presença de tecido fibroso na interface titânio-osso alveolar. Steflik et alii47 (1992), - em um estudo sobre a atividade osteogênica em implantes, utilizando microscopia eletrônica de transmissão e microscopia eletrônica de alta voltagem, observaram rotineiramente uma zona eletrodensa de 20 a 50 µm entre implante e tecido ósseo obtendo resultados comparáveis às análises de implantes revestidos de hidroxiapatita, onde a média da camada de glicosaminoglicanas, foi de 20 a 60 µm (Bruijn et alii7, 1992 e Piatelli et alii42, 1994).
Histologicamente observa-se que a interface implante-osso, nos implantes cobertos por hidroxiapatita, apresenta em sua superfície um percentual maior de osseointegração; enquanto que nos implantes metálicos, a superfície de contato entre os estes e o tecido ósseo é menor, tendo somente em algumas regiões o contato direto entre o tecido mineralizado e o implante. Os implantes cobertos com hidroxiapatita desenvolvem uma resistência a forças interfaciais, de 5 a 8 vezes superior aos implantes metálicos, equivalente a 6MPa. Esta resistência é alcançada em cinco semanas. Nos implantes metálicos a resistência máxima alcançada em trinta e duas semanas é de 2.85 MPa (Cook et alii11, 1987).
Uma característica comum das superfícies bioativas (cerâmicas e biovidros) consiste numa alteração cinética, tempo-dependente, que ocorre após a implantação. O hidroxicarbonato de apatita, que se forma na superfície dos implantes bioativos promove a união de interface com os tecidos, além de ser química e estruturalmente equivalente à fase mineral do osso. Esta equivalência toma-se responsável pela união interfacial. Em muitos casos, a resistência interfacial desta união é igual ou maior do que a resistência coesiva do material do corpo do implante ao substrato bioativo, em casos onde houve tempo suficiente para maturação óssea (Hench & Wilsonl9, 1991).
Block et alii5 (1987), examinando implantes cobertos com hidroxiapatita, verificaram que não foi possível identificar, em nível ósseo, uma interface com tecido mole; enquanto que a média de contato ósseo foi de 70-90%. Em geral, os implantes cobertos com hidroxiapatita apresentam:
Piliar et alii43 (1991), após instalarem discos cobertos com hidroxiapatita e discos de titânio puro na mandíbula de coelhos, e permitirem um período de cicatrização de 6 meses a 2 anos, verificaram ao microscópio eletrônico de varredura e ao microscópio eletrônico de transmissão, que uma matriz extracelular não-colágena, composta por uma fase mineral formou-se sobre os dois tipos de superfície. Na superfície coberta por hidroxiapatita, o acúmulo de fosfato de cálcio globular resultou em um íntimo contato, a nível de mícron ou sub-mícron.
Gottlander et alii17 (1992) instalaram implantes na porção distal do fêmur de nove coelhos lopp-eared. Nove implantes com a superfície coberta por plasma spray de titânio, e nove com superfície coberta por plasma spray de hidroxiapatita. Seis animais receberam implantes de 10mm de comprimento e por 3,3mm de largura; enquanto três animais receberam implantes de 4mm de largura por 11 mm de comprimento. Após 6 meses, os animais foram sacrificados. Histologicamente constatou-se que havia mais tecido ósseo em torno dos implantes cobertos com hidroxiapatita do que aqueles cobertos com plasma de titânio. Os implantes cobertos por hidroxiapatita apresentaram uma percentagem de contato ósseo de 75,9%, enquanto os implantes cobertos por plasma de titânio de 59,9%.
Observou-se neste mesmo trabalho, que nos implantes cobertos por hidroxiapatita existiam áreas onde o metal estava exposto. Nestas áreas, a superfície exposta do titânio estava em contato tanto com o tecido ósseo quanto com tecido conjuntivo.
No estudo de Vidigal Jr.52 (1994) em coelhos, também se observa a separação da hidroxiapatita da superfície metálica do implante. Nesta área onde a superfície metálica estava exposta, verificou-se que a porção de hidroxiapatita, que se desprendeu, encontrava-se em contato com o tecido ósseo ao seu redor, indicando um alto grau de biocompatibilidade deste material. As conseqüências clínicas destas observações ainda não estão claras, mas a resposta do tecido ósseo a estes implantes, analisada por histomorfometria, parece ser mais favorável do que a observada em relação aos implantes rosqueados com superfície metálica.
Gammage et alii 15 (1990) observaram a separação da hidroxiapatita da superfície do implante no caso de implantes cobertos com essa substância. Esta separação não foi provocada por nenhum artefato de técnica, foi encontrado tecido ósseo em volta de toda a superfície da hidroxiapatita. Em algumas áreas também se observou a separação da hidroxiapatita da superfície metálica, provocada pela rápida polimerização da resina, durante o procedimento de embutimento, evidenciando que a união entre a hidroxiapatita e o osso é maior do que entre a hidroxiapatita e a superfície do metal. Cook et alii 11 (1987) apontaram para um aumento de forças interfaciais de 5 a 8% em implantes cobertos com hidroxiapatita, quando comparados com implantes de superfície metálica.
Gottlander & Albrektsson 18 (1992) observaram, à luz de microscópio óptico, que 2/3 da superfície das roscas de implantes com superfícies cobertas com hidroxiapatita apresentavam-se cobertas por esta substância, enquanto a área restante apresentava-se com a superfície metálica exposta.
Apesar de não ter sido demonstrado presença de resposta inflamatória, os autores concluíram que a interface entre a hidroxiapatita e osso não era estável. Neste estudo apenas as três melhores roscas que emergiam através de osso cortical foram avaliadas, e nunca a área do osso trabecular. A cobertura de hidroxiapatita avaliada demonstrou irregularidades e porosidades e não se encontra disponível comercialmente, o que impede a realização de estudos replicativos.
ESTUDOS CLÍNICOS EM HUMANOS
Implantes cobertos com hidroxiapatita têm sido utilizados na clínica por mais de 10 anos (Biesbrock & Edgerten4 1995). No entanto, as indicações de uso e previsibilidade continuam controversiais. Talvez o argumento mais forte contra o uso de implantes cobertos com hidroxiapatita, como procedimento de rotina, vem a ser a falta de documentação a longo prazo sobre a taxa de sucesso. (Albrektsson & Sennerby3 1991). Realizar comparações entre resultados de estudos de implantes com cobertura de hidroxiapatita e implantes de titânio puro é uma tarefa delicada a ser realizada, principalmente devido ao grande número de variáveis envolvidas, tais como: protocolo cirúrgico, experiência do cirurgião; seleção de caso, número e comprimento dos implantes, tipos de restaurações e critérios de sucesso empregados.
Segundo Krauser31 (1989) o uso de implantes cobertos com hidroxiapatita (instalados em osso tipo IV) induz, durante o período de cicatrização, a formação de osso lamelar em tomo do implante.
Uma cuidadosa análise comparativa de resultados clínicos obtidos com implantes cobertos com hidroxiapatita em relação a resultados de curto prazo de implantes de titânio puro servem para formar uma perspectiva válida e obtenção de conclusões sobre a previsibilidade dos implantes com superfície bioativa.
No estudo retrospectivo de Jaffin & Berman 23 (1991) foi observada uma maior taxa de insucessos em implantes de titânio puro instalados em osso tipo IV. Estudos em sítios comprometidos com implantes cobertos com hidroxiapatita demonstram resultados melhores. Kent et I alii 29 (1990) demonstram uma taxa de sucesso de 94,67% de 772 implantes cilíndricos de hidroxiapatita mesmo com 398 implantes instalados em regiões de baixa densidade óssea.
Stultz et alii 48 (1993) em uma análise retrospectiva multi-centro de 5 anos, observaram que em 6203 implantes cobertos com hidroxiapatita instalados, o número de perda de implantes de 8mm é igual ao total de perda de implantes de 10, 13 e 15mm com uma taxa de sucesso cumulativa na maxila em 5 anos de 93,2%.
O'Roark 40 (1991) relatou 78,3% de taxa de sobrevivência de implantes de titânio puro na maxila depois de um período de observação de 36 meses. No mesmo período e na mesma localização a taxa de sucesso dos implantes cobertos com hidroxiapatita foi de 98%. Neste estudo, a taxa de sucesso de 90% para a mandíbula foi similar entre os dois tipos de superfícies dos implantes:
Saadoum & Le Gall 45 (1992) em um estudo com 673 implantes instalados em 280 pacientes durante 5 anos, demonstraram que implantes de 8mm cobertos com hidroxiapatita apresentam uma taxa de sucesso duas vezes superior a de implantes de titânio puro. No que diz respeito aos implantes de 12, 14 e 16mm os autores não demonstraram diferenças em taxa de sucesso dos implantes com titânio puro e dos cobertos com hidroxiapatita.
Torna-se claro na literatura, que implantes com cobertura de hidroxiapatita ou com titânio puro apresentam taxas de sucesso superior a 90%, quando instalados em osso tipo I. Portanto, a taxa de sucesso de implantes pode ser colocada como sendo proporcional ao comprimento do implante e à quantidade e qualidade do osso remanescente. Denissen et alii 13 (1989) e Zablotsky et alii 55 (1992) recomendam implantes cobertos com hidroxiapatita para sítios onde qualidade e quantidade óssea, estão comprometidas.
Do ponto de vista microbiológico implantes cobertos com hidroxiapatita apresentam maior risco de infecção quando comparados com implantes de titânio (Krauser et alii 32, 1991, Zablotsky et alii 53, 1992). A peri-implantite pode ser induzida em implantes de titânio puro (Lindhe et alii 35, 1992), implantes com plasma spray de titânio e implantes cobertos com hidroxiapatita (Jovanovic 27, 1992).
Em um estudo clínico comparando 30 implantes cobertos com hidroxiapatita com 60 implantes de titânio puro, Rams et alii 44 (1991) observaram a ausência de diferenças na composição microbiana nos intervalos de 7 a 10 meses entre os dois tipos de implantes avaliados.
Wu Yuao et alii53 (1992) inferem que implantes com superfícies porosas podem apresentar maior risco para colonização bacteriana, facilitando a formação de bolsa perim-plantar. Buchs et alii 9 (1995) em estudo sobre a eficácia de 95 implantes cobertos com hidroxiapatita instalados na região anterior superior de 54 pacientes, monitoraram profundidade de bolsa à sondagem e Índice Gengival. Os resultados não substanciam a hipótese de que implantes revestidos com hidroxiapatita são mais suscetíveis a inflamação peri-implantar.
Na realidade, os mecanismos de falha de implantes não se encontram completamente descritos na literatura e o que se pode concluir, sobre peri-implantite é que se um paciente em potencial não realizar controle de placa necessário ou não se enquadrar em programas de manutenção com visitas periódicas, os implantes não devem ser instalados (Meffert et alii 37, 1992).
Denissen et alii l3 (1989), Kent et alii 39 (1990), Golec & Krauser l6 (1992), Saadoum & Le Gall 45 (1992), Buchs et alii 10 (1996) apresentam resultados com uma taxa de sucesso para implantes revestidos com hidroxiapatita que varia de 93,2 a 98,5%. Em um trabalho de revisão de literatura, Biesbrock & Edgerton 4 ( 1995), relataram a taxa de sucesso de 99% de implantes de titânio puro na região anterior da mandíbula e de 92% na região anterior da maxila. No entanto, a validade deste tipo de comparação direta inter-estudos pode ser questionada, principalmente pelo grande número de variáveis existentes.
Buchs et alii 29 (1995) apresentaram um estudo prospectivo mu1ti-centro, de 6 anos com 2372 implantes cobertos com hidroxiapatita. A taxa cumulativa de sucesso nos seis anos pós-procedimento restaurador foi de 94,7%.
O nível de sucesso dos implantes osseointegrados e biointegrados, maior do que 90%, se encontra bem substanciado em vários estudos longitudinais (Albrektsson 2, 1988, Van Steenberghe et alii 5l, 1990, Buchs et alii 9, 1995). Portanto, o uso de implantes no tratamento de edentulismo total ou parcial diminui as limitações técnicas para reposição de elementos dentários e torna-se uma alternativa para obtenção de suporte de próteses.
O uso de implantes cobertos de hidroxiapatita introduziu um novo tipo de interface, onde se observa uma união química do osso e superfície de implantes (Meffert et alii 37, 1992). Os métodos atuais de aplicação de hidroxiapatita, em um substrato a ser implantado, permite uma resistência maior às forças interfaciais de 5 a 8 vezes superior aos implantes metálicos (Cook et alii 11, 1987).
CONCLUSÃO
O uso de superfícies bioativas, como a hidroxiapatita ou fosfato de cálcio multifásico, aplicados pela técnica do jato de plasma resultando em filmes de 50 a 100µm de espessura, tem aumentado nos últimos anos. A utilização de superfícies bioativas parece ser vantajosa, mesmo havendo necessidade de pesquisas sobre a qualidade da união entre o corpo do implante e superfície bioativa, e sobre a estabilidade a longo prazo da união destas superfícies com o tecido ósseo, conjuntivo e epitelial.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS