Expression of BMP II by human osteoblasts cultivated on dense or porous titanium / Expressão da BMP II por osteoblastos humanos cultivados sobre titânio denso ou poroso

Objective: Modifications of titanium have been described as an important tool improving bone repair and boneimplant contact. The aim of this research was to quantified the expression of the morphogenetic bone protein II (BMP II) produced by human cells with osteoblast differentiation, after cultured over dense or porous samples of pure titanium grade II. Material and Methods: The experimental groups were: control group, dense titanium, porosity of 33.79% and porosity of 41,79% (n=36). The samples were produced by powder metallurgy technique. Mesenquimal steam cells isolated from alveolar bone of healthy donors were stimulated to differentiate, assuming an osteoblastic phenotype, by supplemented medium and plated over the samples. After 7 and 14 days, the RNA was collected to perform reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) in real time. Data was analysed by t-Student and ANOVA tests. The porosity, the pore morphology and interconnection were evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM). Results: Total porosity (obtained after apply dimensions and density formulas) and surface porosity (SEM) presented significant differencesamong the groups. For the group of total porosity of 33.79%, the superficial porosity was 32.5% (± 7.74%) and for the group of 41.79%, the superficial porosity was 37.4% (± 7.95%), significantly lower. The expression of BMP II was similar in all groups. Conclusion: The present study demonstrated that powder metallurgy has a reduced ability to standardize the porosity in the samples and that the porosity does not interfere in the cellular response of BMP II production, an important inducer of osteoblastic differentiation. (AU)

Objetivo: As modificações do titânio são descritas como importantes ferramentas na melhora do reparo ósseo no contato osso implante. O objetivo deste estudo foi quantificar a expressão da proteína óssea morfogênica II (BMP II) por células humanas com diferenciação osteoblastica, quando cultivadas sobre amostras de titânio puro grau II, denso ou poroso. Material e Métodos: Os grupos experimentais foram: controle, titânio denso, titânio de maior porosidade e titânio de menor porosidade, sendo que, as amostras foram confeccionadas pela técnica da metalurgia do pó. As células isoladas de doadores saudáveis foram plaqueadas sobre as amostras. Após 7 e 14 dias, o RNA foi extraído das células. A qualidade e integridade do RNA foram analisadas qualitativamente por eletroforese e quantitativamente por espectrofotômetro. O cDNA foi confeccionado e a foi utilizada técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real. Os dados foram utilizados para quantificação relativa, e o gene constitutivo foi a BetaActina. A morfologia e a interligação dos poros foram comprovadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Resultados: A porosidade superficial (MEV) teve diferença significativa em relação a porosidade obtida analisando-se volume e massa das amostras. Para o grupo 3,79%, a superficial foi de 32,5% (±7,74%) e para o grupo 41,79% a porosidade superficial foi de 37,4% (±7,95%), significativamente menor. A expressão da BMP II foi semelhante em todos os grupos. Conclusão: Concluiu-se a metalurgia do pó tem reduzida capacidade de padronização da porosidade das amostras por ela confeccionas e que a porosidade não interfere na resposta celular de produção da BMP II, importante indutor de diferenciação osteoblastica.(AU)

Evaluation of bone ingrowth into porous titanium implant: histomorphometric analysis in rabbits

A porous material for bone ingrowth with adequate pore structure and appropriate mechanical properties has long been sought as the ideal bone-implant interface. This study aimed to assess in vivo the influence of three types of porous titanium implant on the new bone ingrowth. The implants were produced by means of a powder metallurgy technique with different porosities and pore sizes: Group 1 = 30 percent and 180 µm; Group 2 = 30 percent and 300 µm; and Group 3 = 40 percent and 180 µm;. Six rabbits received one implant of each type in the right and left tibiae and were sacrificed 8 weeks after surgery for histological and histomorphometric analyses. Histological analysis confirmed new bone in contact with the implant, formed in direction of pores. Histomorphometric evaluation demonstrated that the new bone formation was statistically significantly lower in the group G1 than in group G3, (P = 0.023). Based on these results, increased porosity and pore size were concluded to have a positive effect on the amount of bone ingrowth.

Histomorphometric analysis of pure titanium implants with porous surface versus rough surface

The purpose of this study was to analyze the bone repair around commercially pure titanium implants with rough and porous surface, fabricated using powder metallurgy technique, after their insertion in tibiae of rabbits. Seven male rabbits were used. Each animal received 3 porous-surface implants in the left tibia and 3 rough-surface implants in the right tibia. The rabbits were sacrificed 4 weeks after surgery and fragments of the tibiae containing the implants were submitted to histological and histomorphometric analyses to evaluate new bone formation at the implant-bone interface. Means ( percent) of bone neoformation obtained in the histomorphometric analysis were compared by Student's t-test for paired samples at 5 percent significance level.. The results of the histological analysis showed that osseointegration occurred for both types of implants with similar quality of bone tissue. The histomorphometric analysis revealed means of new bone formation at implant-bone interface of 79.69 ± 1.00 percent and 65.05 ± 1.23 percent for the porous- and rough-surface implants, respectively. Statistically significant difference was observed between the two types of implants with respect to the amount new bone formation (p<0.05). In conclusion, the porous-surface implants contributed to the osseointegration because they provide a larger contact area at implant-bone interface.

O propósito deste estudo foi avaliar a reparação óssea ao redor de implantes de superfície porosa comparados com implantes de superfície rugosa, ambos confeccionados de titânio puro grau 2 por meio da técnica de metalurgia do pó. Os implantes foram inseridos em tíbias de coelhos. Foram utilizados neste estudo 7 coelhos machos, sendo que cada um recebeu 3 implantes de superfície porosa na tíbia esquerda e 3 implantes de superfície rugosa na tíbia direita. Os animais foram sacrificados 4 semanas após a cirurgia e os fragmentos das tíbias contendo os implantes foram submetidos à análise histológica e histomorfométrica, visando analisar a neoformação óssea na interface osso-implante. As médias ( por cento) obtidas na análise histomorfométrica foram avaliadas por meio do teste estatístico t-student de amostras pareadas com nível de significância de 5 por cento. Os resultados da análise histológica mostraram que a osseointegração foi obtida nos dois tipos de implantes com similar qualidade de tecido ósseo. Na análise histomorfométrica, verificaram-se médias de neoformação óssea na interface osso-implante de 79,69 por cento ± 1,00 e 65,05 ± 1,23 para os implantes de superfície porosa e rugosa, respectivamente, e foi observada diferença estatisticamente significante entre os dois tipos de implantes com relação à quantidade de neoformação óssea. Concluiu-se que os implantes de superfície porosa contribuíram para a osseointegração devido à sua maior superfície de contato na interface osso-implante.

Histomorphometric analysis of pure titanium implants with porous surface versus rough surface%Análise histomorfométrica de implantes de titânio puro com superfície porosa versus superfície rugosa

O propósito deste estudo foi avaliar a reparação óssea ao redor de implantes de superfície porosa comparados com implantes de superfície rugosa, ambos confeccionados de titânio puro grau 2 por meio da técnica de metalurgia do pó. Os implantes foram inseridos em tíbias de coelhos. Foram utilizados neste estudo 7 coelhos machos, sendo que cada um recebeu 3 implantes de superfície porosa na tíbia esquerda e 3 implantes de superfície rugosa na tíbia direita. Os animais foram sacrificados 4 semanas após a cirurgia e os fragmentos das tíbias contendo os implantes foram submetidos à análise histológica e histomorfométrica, visando analisar a neoformação óssea na interface osso-implante. As médias ( por cento) obtidas na análise histomorfométrica foram avaliadas por meio do teste estatístico t-student de amostras pareadas com nível de significância de 5 por cento. Os resultados da análise histológica mostraram que a osseointegração foi obtida nos dois tipos de implantes com similar qualidade de tecido ósseo. Na análise histomorfométrica, verificaram-se médias de neoformação óssea na interface osso-implante de 79,69 por cento ± 1,00 e 65,05 ± 1,23 para os implantes de superfície porosa e rugosa, respectivamente, e foi observada diferença estatisticamente significante entre os dois tipos de implantes com relação à quantidade de neoformação óssea. Concluiu-se que os implantes de superfície porosa contribuíram para a osseointegração devido à sua maior superfície de contato na interface osso-implante