Análise comparativa in vivo do potencial de osseointegração entre três marcas de implantes líderes no mercado europeu / In vivo comparative analysis of the osseointegration potential among three leading implant brands in the European market

Objetivos: avaliar in vivo (histomorfometricamente) o potencial de osseointegração de três marcas comerciais de implantes consideradas como de primeira linha no mercado mundial. Material e métodos: seis coelhos New Zealand, de mesmo peso e idade, receberam 24 implantes de diâmetros similares e comprimentos iguais, de três marcas com tratamentos de superfície variados: G1 (Nobel Biocare, Nobel Replace), G2 (MIS, V3) e G3 (Straumann, Bone Level). Os implantes foram colocados nas metáfises proximais e distais seguindo os protocolos de osteotomia. Após anestesia e sacrífi co dos animais, os implantes foram retirados 45 dias depois para análise histomorfométrica. Ainda, um implante de cada marca foi submetido à análise por MEV (Philips XL30) com diferentes aumentos, sendo as imagens obtidas no modo BSEs. A porcentagem de contato osso-implante entre os grupos foi analisada pelo teste Anova (α=0,05). Resultados: os três modelos de tratamento superficial produziram alta osteocondutividade e boa formação óssea, não havendo diferença entre os valores BIC (p=0,94). Conclusão: as três superfícies testadas apresentaram um grau de osseointegração muito similar.

Objectives: to evaluate by histomorphometrical methods (in vivo) the osseointegration potential of three different implant brands in the world market. Material and methods: six New Zealand rabbits of similar weight and age received 24 dental implants of similar diameters and same length, with three different implant surfaces G1 (Nobel Biocare, Nobel Replace), G2 (MIS, V3), e G3 (Straumann, Bone Level). The implants were installed at the proximal mesial and distal surfaces according the recommend osteotomies. After anesthesia and sacrifice, the implants were retrieved 45 days later for histomorphometrical analysis. Also, one implant from each company was evaluated under SEM BSE mode. The BIC percentage among groups was compared by statistical analysis (One-way ANOVA, 5% level of significance). Results: all three different implant surfaces provided high osteoconductivity and good bone formation, with no significant differences (p=0.94). Conclusion: similar osseointegration patterns were verified among the three tested implant brands.

Effects of different torque levels on the implant-abutment interface in a conical internal connection

Abstract The fit of the implant-abutment interface was assessed by the metallographic technique and by scanning electron microscopy (SEM), using solid abutment types at different torque levels. Forty Morse taper connections and forty solid abutments were used at different torque levels (repeated after 10 minutes) in the following groups (n = 10): 25 Ncm (group g1), 30 Ncm (group g2), 35 Ncm (group g3), and 40 Ncm (group g4). The samples were embedded in a metallographic resin, sectioned lengthwise, and polished. SEM images were used to measure the linear contacts and the fits between abutments and the internal walls of the implant. The overall mean gap and standard deviation were as follows: 9.0 ± 1.36 µm for group g1, 7.9 ± 2.81 µm for group g2, 2.0 ± 0.76 µm for group g3, and 0.3 ± 0.40 µm for group g4. A significant difference was observed in the average fit values between the groups (p < 0.05). The linear area of contact between the abutment and the implant increased as torque augmented. This study demonstrated that higher insertion torque values in a conical internal connection increase the fit (contact) of the implant-abutment interface.

Observación in vitro e in vivo de implantes arenados por micropartículas de óxido de titanio / An in vitro and in vivo observation of implants sandblasted with titanium oxide microparticles

El objetivo de este estudio fue la observación in vitro y in vivo de implantes arenados con partículas de TiO. La observación in vitro fue hecha con la obtención de imágenes en MEB y evaluación de las características morfológicas. Para las evaluaciones invivo fueron utilizados seis conejos New Zeland, adultos, con peso medio de 3,5kg obtenidos en el Bioterio de la Universidad Federal de Santa María. Fueron utilizados 24 implantes cilíndricos de hexágono interno fabricados por la empresa ImplacilMaterial odontológico (Implantes DeBortoli), arenados por TiO. Un marcador de crecimiento óseo de fluorescencia, Calceina, fue inyectada subcutáneamente en dos diferentes intervalos de tiempo, para evaluar la cantidad de deposición de calcio en elhueso en los períodos de la segunda a cuarta semana, correspondiendo a el Grupo experimental 1 (exp1) con 3 animales; y de la sexta a octava semana, correspondiendo a el Grupo experimental 2 (exp2) con 3 animales. Las muestras fueron cortadasobteniéndose 3 cortes de cada implante, utilizando uno para cada técnica histológica: microscopía de luz, de fluorescencia y de barrido, donde fueron analizadas y comparadas las áreas de contacto entre hueso/implante en tiempos de 30 y 60 días. Losresultados demostraron que la superficie propuesta promueve una estimulación ósea muy efectiva en los tiempos estudiados. Los implantes presentaron grandes áreas de hueso corticalizado y una característica de hueso lamelar. La deposición de calcioocurre con más intensidad después de los 30 días de la implantación. De esta manera se concluye que la superficie presentada por los implantes DeBortoli arenados por partículas de TiO tienen una buena capacidad óseo-conductora, promoviendo un adecuado crecimiento y corticalización del hueso.

The aim of this study was the observation in vitro and in vivo implants sandblasted with particles of TiO. The in vitro observation was made with imaging in SEM and evaluation of morphological characteristics. Six adult New Zealand rabbits with average weight of 3.5 kg obtained from the Bioterio of the Federal University of Santa Maria were used for in vivo evaluations. Were used 24 cylindrical implants with internal hex manufactured by the company Implacil Dental Material (Implants DeBortoli) sandblasted to TiO. A marker of bone growth of fluorescence, calcein was injected subcutaneously at two different time intervals to assess the calcium deposition in the bone in the period from second to fourth week, corresponding to the experimental group 1 (exp1) with 3 animals, and from sixth to eighth week, corresponding to the experimental group 2 (exp2) with 3 animals. Thesamples obtained were cut 3 slices of each implant using a histological technique for each: light microscopy, fluorescence and scanning, which were analyzed and compared the contact areas between bone/implant times of 30 days and 60 days. The resultsdemonstrate that the proposed surface promotes bone stimulation very effectively in the times studied. Implants of bone presented large areas corticalized and a feature of lamellar bone. Calcium deposition occurs with more intensity after 30 days ofimplantation. Thus we conclude that the implant surface by DeBortoli sandblasted with particles of TiO have good boneconductive capacity, promoting proper growth and bone corticalization.

Desenvolvimento, caracterização e avaliação de uma superfície de implante microtexturizada / Development, characterization and evaluation of a microtextured implant surface

Com o objetivo de desenvolver, caracterizar e avaliar uma superfície microtexturizada de implantes propôs-se a realização deste estudo primeiramente laboratorial, através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e microanálise por Energia de Dispersão (EDS) e, em um segundo estágio in vivo em animais. Para isso, foram fornecidos pela empresa Implacil – Materiais Odontológicos (Implantes DeBortoli) 24 implantes cilíndricos, os quais foram divididos em dois grupos: 1 – Implantes jateados por TiO; 2 – Implantes jateados e microtexturizados por imersão em ácido Fluorídrico. Os resultados demonstraram que na primeira fase os implantes avaliados em MEV do grupo 2 tiveram uma morfologia superficial muito mais uniforme e regular que o grupo 1. Na análise por EDS também o grupo 2 apresentou um melhor resultado, não sendo identificado nenhum tipo de contaminante em suas amostras, diferentemente do grupo 1 o qual tivemos a presença de Alumínio. Na segunda fase em que foram utilizados seis coelhos, que receberam 2 implantes em cada tíbia, foi observado o índice de tecido ósseo corticalizado em contato com a superfície, após oito semanas, tivemos um índice médio de 37,10% no grupo 1 e 58,73% no grupo 2. Em conclusão podemos verificar que é possível controlar físico-quimicamente a microtexturização superficialdos implantes e que isso além de dar uma conformação mais uniforme a superfície, elimina a possibilidade de contaminantes, aumentando o índice de osteointegração e formação de tecido ósseo corticalizado.

In order to develop, characterize and to evaluate a microtextured surface implant proposed to achieve this first laboratory study by Scanning Electron Microscopy (SEM) and microanalysis by energy dispersion (EDS), and a second stage in vivo in animals. For this they were supplied by the company Implacil - Dental Materials (Implants Debortoli) 24 cylindrical implants, which were divided into two groups: 1 - Implants blasted by TiO, 2 - and microtextured blasted implants byimmersion in hydrofluoric acid. The results showed that the first phase the implants evaluated in the SEM group 2 had a surface morphology much more uniform and regular than group 1.The analysis by EDS also in group 2 was better, but no identification of any contaminant in their samples was found, in contrast to group 1 which had the presence of aluminum. In the second phase six rabbits were used receiving 2 implants in each tibia. It was observed the rate of bone corticalization in contact with the surface, after eight weeks, had an average rate of 37.10% in group 1 and 58 73% in group 2. In conclusion we can see that you can control the physical and chemical microtexturization of the surface of implants and that it gives a more uniform forming surface, eliminates the possibility of contaminants, increasing the rate of osseointegration andformation of bone cortical tissue.

Análise clínica e laboratorial de implantes jateados por partículas de óxido de titânio / Clinical and laboratory analysis of titanium oxide particle-blasted dental implants

O objetivo desse estudo foi caracterizar in vitro e avaliar in vivo implantes jateados com partículas de TiO. A caracterização in vitro foi feita com a obtenção de imagens em MEV e verificação da superfície por EDS. Para as avaliações in vivo foram utilizados três coelhos New Zelands, adultos, com peso médio de 3,5 Kg, obtidos no Biotério Central da UFSM. Foram utilizados 12 implantes cilíndricos de hexágono interno, fabricados pela empresa Implacil Material Odontológico (Implantes Bortoli), os quais apresentam superfície jateada por TiO. Marcadores ósseos (alizarina, calceina, tetraciclina) foram injetados subcutaneamente em diferentes intervalos de tempo após a implantação para avaliar o tempo de formação do novo osso no período de oito semanas. As amostras foram cortadas em um micrótomo obtendo-se três cortes de cada implante, sendo um para cada técnica histológica: microscopia de luz, microscopia de fluorescência e microscopia de varredura, onde foram analisadas e comparadas as áreas de contato entre osso/implante. Os resultados demonstraram que a superfície proposta promove uma osseointegração muito efetiva e em uma sequência de tempo adequada e esperada. Os implantes apresentaram grandes áreas de osso corticalizado, chegando a média de 67,8% de contato entre osso cortical/implante e uma característica de osso lamelar presente em praticamente toda a superfície. Assim, concluiu-se que a superfície apresentada pelos implantes Bortoli, jateada por partículas de oxido de titânio, tem boa capacidade osseocondutora, promovendo adequado crescimento ósseo e corticalização em sua superfície após oito semanas.

The aim of this study was to make in vitro and in vivo characterizations of a dental implant blasted with TiO2 particles. The in vitro characterization was made with SEM and EDS techniques. For in vivo evaluation, three New Zealand adult rabbits were selected, with an average weight of 3.5kg, obtained from Central Animal UFSM. A total of 12 TiO2-blasted, cylindrical internal hexagon implants (Implacil Dental Material, Bortoli Implants), were used. Bone markers (alizarin, calcein, and tetracycline) were injected subcutaneously at different time intervals after implantation to assess the time of formation of new bone within 8 weeks. The samples were cut in a microtome obtaining three sections of each implant, one for each technique: light microscopy, fluorescence microscopy, and scanning electron microscopy, which analyzed and compared bone/implant contact areas. The results demonstrated that the proposed surface promotes osseointegration in a very effective and a proper time sequence as expected. The implants showed large areas of bone formation, reaching an average of 67.8% of cortical bone/implant contact, and characteristic lamellar bone present on virtually all surfaces. Thus, we concluded that the TiO2-blasted Bortoli implant has a good osteoconductive capacity by promoting adequate bone growth and cortical formation on its surface after 8 weeks.

Análise comparativa do crescimento ósseo sobre implantes cilíndricos e cônicos com superfície jateada por particulas de óxido de titânio em tíbias de coelhos / Comparative analysis of growth bone on dental implants cylindrical and conical with sandblasted surface of particles of titanium oxide in rabbit tibiae

Nos últimos anos diferentes desenhos de implantes têm sido sugeridos e desenvolvidos para a utilização na substituição de perdas dentais. Dentre esses, os mais comuns são os implantes cilíndricos e cônicos, sendo esse último, atualmente mais procurado pela sua facilidade de inserção e melhor estabilidade primária. O objetivo deste estudo foi avaliar a interface osso/implante da superfície tratada por jateamento com micropartículas de óxido de titânio em dois tipos modelos de implantes dentais, analisando comparativamente a diferença e direcionamento do crescimento do tecido ósseo em contato de cada modelo através de fotomicrografias obtidas pela microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram utilizados três coelhos New Zelands, adultos, com peso médio de 3,5Kg, obtido no Biotério Central da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Foram utilizados 6 implantes cilíndricos e 6 implantes cônicos de hexágono interno fabricados pela empresa Implacil Material Odontológico (Implantes Bortoli), os quais apresentam superfície jateada por óxido de titânio. Marcadores ósseos (Alizarina, calceina, tetraciclina) foram injetados subcutaneamente em diferentes intervalos de tempo após a implantação para avaliar o tempo de formação do novo osso no período de 8 semanas. Após as oito semanas os animais foram sacrificados e os implantes removidos com uma porção de tecido ósseo e fixadas em e fixadas solução a base de formol por três dias. Na sequência essas foram desidratadas em álcool e incluídas em resina especial para microscopia. Foram realizados cortes em um micrótomo para a obtenção das amostras, sendo obtidos 3 cortes de cada, as quais foram analisadas e comparadas verificando-se as áreas de contato das superfícies com o tecido ósseo por microscopia de luz, de fluorescência e de varredura. Os resultados demonstraram que a superfície proposta promove uma osseointegracão muito efetiva e em uma sequência de tempo adequada e esperada e, que o desenho do implante cônico parece ter direcionado o crescimento do osso cortical em uma maior área de superfície. Concluiu-se que o modelo de desenho do implante pode influenciar a qualidade e quantidade de osseointegracão dos implantes dentais e pode direcioná-la, porém novos estudos sobre essa área de contato osso/implante devem ser propostos.

In recent years various designs of implants have been suggested and developed for use in replacing tooth losses. Among these, the most common implants are cylindrical and conical, the latter being currently most sought by its ease of insertion and better primary stability. The aim of this study was to evaluate the bone-implant interface surface treated by sandblasting with microparticles of titanium oxide models into two types of dental implants, comparatively analyzing the difference and direction of growth of bone tissue in contact for each model by photomicrographs by scanning electron microscopy (SEM). We used three rabbits New Zelands adults, with an average weight of 3.5 kg, obtained from Central Animal of University Federal of Santa Maria (UFSM). Six implants cylindrical and six conical implants with internal hexagon were used, manufactured by the company Implacil Dental Materials (Implants Bortoli), which have blasted surface of titanium oxide. Bone markers (alizarin, calcein, tetracycline) were injected subcutaneously at different time intervals after implantation to assess the time of formation of new bone within 8 weeks. After eight weeks the animals were sacrificed and the implants removed with a portion of bone tissue and fixed and fixed based solution of formaldehyde for three days. Following these were dehydrated in alcohol and embedded in special resin for microscopy. Cuts were made in a microtome to obtain the samples, obtained from three sections of each, which were analyzed and compared by checking whether the contact areas of surfaces with the bone tissue by light microscopy, fluorescence and scanning. The results demonstrated that the proposed surface promotes osseointegration in a very effective and proper time sequence and expected, and the tapered design of the implant seems to have driven the growth of cortical bone in a larger surface area. It was concluded that the model of implant design can influence the quality and quantity of osseointegration of dental implants and can direct it, but further studies on this area of bone to implant contact should be proposed.

Biodegradação de braquetes ortodônticos: análise por microscopia eletrônica de varredura / Analysis of biodegradation of orthodontic brackets using scanning electron microscopy

OBJETIVO: analisar, por meio de microscopia eletrônica de varredura, as alterações químicas e estruturais de braquetes metálicos submetidos a um processo de biodegradação in vitro. MÉTODOS: a amostra foi dividida em dois grupos, de acordo com a marca comercial dos acessórios - Grupo A = Dyna-Lock, 3M/Unitek (AISI 303) e Grupo B = LG Edgewise Standard, American Orthodontics (AISI 316L). Os corpos de prova, aparelhos ortodônticos simulados, permaneceram imersos em solução salina (0,05 por cento) por um período de 60 dias, a 37ºC, sob agitação. As alterações decorrentes da exposição dos acessórios à solução salina foram investigadas através da observação com microscópio eletrônico de varredura (MEV) e análise da composição química (EDX), realizadas antes e após o período de imersão (T0 e T5, respectivamente). RESULTADOS: em T5, houve formação de produtos de corrosão sobre a superfície dos braquetes, especialmente no Grupo A, além disso, houve alterações na composição da liga metálica dos braquetes de ambos os grupos, sendo que, no Grupo A, houve redução dos íons ferro e cromo e, no Grupo B, redução de íons cromo. CONCLUSÃO: os acessórios do Grupo A apresentaram-se menos resistentes à biodegradação in vitro, o que poderia estar associado ao tipo de aço utilizado em sua fabricação (AISI 303).

OBJECTIVES: The purpose of this study was to analyze, with the aid of scanning electron microscopy (SEM), the chemical and structural changes in metal brackets subjected to an in vitro biodegradation process. METHODS: The sample was divided into three groups according to brackets commercial brand names, i.e., Group A = Dyna-Lock, 3M/Unitek (AISI 303) and Group B = LG standard edgewise, American Orthodontics (AISI 316L). The specimens were simulated orthodontic appliances, which remained immersed in saline solution (0.05 percent) for a period of 60 days at 37°C under agitation. The changes resulting from exposure of the brackets to the saline solution were investigated by microscopic observation (SEM) and chemical composition analysis (EDX), performed before and after the immersion period (T0 and T5, respectively). RESULTS: The results showed, at T5, the formation of products of corrosion on the surface of the brackets, especially in Group A. In addition, there were changes in the composition of the bracket alloy in both groups, whereas in group A there was a reduction in iron and chromium ions, and in Group B a reduction in chromium ions. CONCLUSIONS: The brackets in Group A were less resistant to in vitro biodegradation, which might be associated with the type of steel used by the manufacturer (AISI 303).

Biodegradação de braquetes ortodônticos: avaliação da liberação iônica in vitro / Biodegradation of orthodontic brackets: in vitro ion release

OBJETIVO: avaliar, in vitro, a biodegradação de aparelhos ortodônticos simulados constituídos de braquetes e fios de aço inoxidável. METODOLOGIA: a amostra foi dividida em 2 grupos, de acordo com a marca dos braquetes usados: grupo A - Dyna-Lock, 3M/Unitek (AISI 303); e grupo B - LG Edgewise Standard, American Orthodontics (AISI 316L). Os corpos-de-prova permaneceram incubados em solução salina (0,05 por cento) a 36ºC, sob agitação por um período de até 60 dias. A análise da liberação iônica foi realizada por meio de espectrofotometria de absorção atômica. O peso em massa dos braquetes também foi medido antes e após o experimento. RESULTADOS: os resultados indicaram que o grupo A apresentou maior liberação de íons ferro, níquel e cromo do que o grupo B. Além disso, os braquetes do grupo A também mostraram perda de massa, considerada outro indicativo de corrosão. CONCLUSÃO: concluiu-se que, nas condições deste experimento, os braquetes do grupo A apresentaram maior biodegradação que os acessórios do grupo B, o que pode estar associado à liga metálica e/ou ao processo de fabricação dos mesmos.

OBJECTIVE: The purpose of this study was to evaluate, in vitro, the biodegradation of simulated orthodontic appliances consisting of stainless steel brackets and wires. MATERIALS AND METHODOS: The sample was divided in 2 groups, according to brackets brand: group A - Dyna-Lock, 3M/ Unitek (AISI 303); and group B - LG Edgewise Standard, American Orthodontics (AISI 316L). The specimens (simulated orthodontic appliances) were incubated in saline solution (0.05 percent), in shake, at 36ºC, for 60 days. The ion release was detected by atomic absorption spectrophotometer. The weight of brackets was also measured before and after the test. RESULTS: The results indicated that group A released more ions iron, nickel and chromium than group B. Moreover, the brackets in group A also presented weight loss, which is considered an indicator of corrosion. CONCLUSION: It was concluded that, under the present study conditions, the brackets from group A presented a higher biodegradation than group's B brackets, what could be associated to composition and manufacturing process of these brackets.