Hydroxyapatite crystallinity does not affect the repair of critical size bone defects

OBJECTIVE: The physicochemical properties of hydroxyapatite (HA) granules were observed to affect the biological behavior of graft materials. The aim of this work was to analyze the tissue response of two HA granules with different crystallinity and Ca/P ratio in vivo. MATERIAL AND METHODS: The HA granules were produced in the Biomaterials Laboratory (COPPE/UFRJ). The testing materials were HA granules presenting a Ca/P molar ratio of 1.60 and 28 percent crystallinity (HA-1), and a Ca/P molar ratio of 1.67 and 70 percent crystallinity (HA-2). Both HAs were implanted into a critical-size calvaria rat defects. RESULTS: To note, in the control group, the bone defects were filled with blood clot only. Descriptive and histomorphometric analyses after 1, 3, and 6 months postoperatively showed mild inflammatory infiltrate, mainly comprising macrophage-like and multinucleated giant cells, and an increase in the volume density of the fibrous tissues (p<0.05), which was in contrast to the similar volume density of the newly formed bone and biomaterials in relation to the control group. CONCLUSION: Thus, we concluded that HA-1 and HA-2 are biocompatible and non-degradable, and that crystallinity does not affect bone repair of critical size defects.

Avaliação da adaptação e capacidade de infiltração microbiana na interface implante/pilar / Evaluation of fit and bacterial leakage at implant-abutment interface at different implant systems

Esta pesquisa objetivou avaliar a capacidade de infiltração bacteriana e a desadaptação vertical ao longo da interface implante/pilar protético e classificar a desadaptação vertical e horizontal nos pontos externos da interface, segundo uma nova proposta. Material e métodos: 40 implantes de cinco sistemas nacionais foram inoculados com Escherichia coli e colocados em meio de cultura para observação da infiltração em um, dois, cinco, sete e 14 dias pela turvação do mesmo. Posteriormente, as amostras foram embutidas e desgastadas para avaliação da desadaptação ao longo de toda a interface em microscopia eletrônica de varredura. Resultados: somente um dos sistemas apresentou infiltração bacteriana em 25% das amostras. Os menores valores da desadaptação foram para o sistema Neodent (0,51 μm ± 0,39) e Dentoflex (1,44 μm ± 0,73), seguidos do Titanium Fix (1,88 μm ± 1,28), SIN (2,46 μm ± 3,38) e Conexão (2,68 μm ± 3,02). Os Tipos II e IV da classificação para o desajuste vertical e horizontal foram predominantes. Concluiu-se que todos os grupos apresentaram desadaptação ao longo da interface em pelo menos um dos seis pontos avaliados entre implante e pilar protético. O aumento da desadaptação, nesta interface, não é o único fator determinante para a ocorrência do infiltrado bacteriano, devendo-se levar em consideração a extensão da área de acoplamento na interface e quanto à classificação da desadaptação, o Tipo I, que é a desejada, só ocorreu em 7,5% das amostras.

This study aims to access bacterial leakage capacity and vertical misfit along the prosthetic implantabutment interface and classify the vertical and horizontal misfits at the external interface points, according to a new proposal. Materials and methods: 40 implants of five commercial implant manufacturers were inoculated with Escherichia coli and placed in a culture medium to observe the leakage within 1, 2, 5, 7, and 14 days through media cloud. After, the samples were fitted and the implant-abutment interface evaluated by scanning electron microscopy. Results: Only one of the systems showed bacterial infiltration in 25% of the samples. The lowest values of misfit were presented by Neodent- 0.51 ± 0.39 μm and Dentoflex systems- 1.44 ± 0.73 μm, followed by Titanium Fix - 1.88 ± 1.28 μm; SIN 2.46 ± 3.38 μm and Conexão - 2.68 ± 3.02 μm. Types II and IV of the classification for the vertical and horizontal misfits were predominant. The conclusion was that all groups presented misfit along the interface of at least one of the six points evaluated between the implant and the prosthetic abutment. Increased misfit in the interface is not the only determining factor for occurrence of the bacterial leakage. Also, it must be taken into account the extent of the coupling interface, and concerning the classification of the misfit, type I, which is the most desired, occurred only in 7.5% of the samples.

Análise estrutural e do desempenho in vitro das lâminas dos raspadores ósseos / Structural and in vitro analysis of commercially available bone scrapers

Existem diversos raspadores ósseos comercialmente disponíveis, apresentando diferentes características e resultados clínicos. Na literatura atual, existem poucos trabalhos que analisem as características estruturais e do projeto dos diferentes raspadores e que as relacionem à eficácia dos mesmos. O objetivo deste trabalho foi analisar os projetos de nove diferentes raspadores ósseos e as características estruturais do aço das lâminas de corte, correlacionando com o desempenho in vitro. O presente trabalho avaliou o ângulo de corte da ponta ativa; a distância do acesso por onde o osso é coletado; a dimensão do contorno de grãos, o grau de dureza e a composição química do metal da lâmina do raspador; além da eficácia do raspador num teste in vitro. Com cada um dos raspadores ósseos, um cirurgião-dentista realizou 20 golpes de raspagem ao longo de um segmento de fêmur bovino de 6 cm. As partículas de osso coletadas foram pesadas em uma balança de precisão. Os resultados demonstraram que tanto a abertura da ponta ativa, quanto o ângulo de corte da ponta ativa, que são características dos projetos dos raspadores ósseos, não influenciaram na quantidade de osso raspado. Entretanto, as características estruturais das lâminas dos raspadores ósseos (diâmetro médio de grão, dureza Vickers e composição química) influenciaram na quantidade de osso raspado. A análise estrutural dos raspadores ósseos é uma importante ferramenta para validar seu uso e oferecer maior conforto e segurança aos pacientes e cirurgiões.

There are many commercially available bone scrapers presenting different characteristics and different clinical results. In the current literature, there are few articles analyzing the structural and design characteristics related to the effectiveness of bone scrapers. The aim of the present study was to analyze the design of nine different commercially available bone scrapers, as well as the structural characteristics of their stainless steel blades, as well as the in vitro performance of these instruments. With each bone scraper, one dentist performed 20 strokes in a 6cm bovine femur block. The bone particles harvested were weighted using a precision weight. The results of the different scrapers show that both the opening and the cutting angles of the cutting end, which are characteristics of the bone scrapers projects, did not influence the quantity of bone harvested. On the other hand, structural characteristics of these blades (average diameter of the grain, Vickers hardness, and chemical composition) influenced in the quantity of the harvested bone. The structural analyses of scrapers are an important tool in the validation of its use and also provide more comfort and safety for patients and surgeons.

Análise da interface e infiltração bacteriana entre pilares protéticos e análogos de implantes / Misfit and bacterial leakage at implant analog abutment interface

Este trabalho teve como objetivo avaliar a desadaptação na interface entre o análogo de implante e o pilar protético correspondente de quatro diferentes sistemas de implantes para osseointegração e verificar a infiltração bacteriana através destas interfaces. Foram testados cinco amostras de cada sistema: 3i, Frialit, ITI e NobelBiocare, aos quais foram aplicados os torques recomendados pelos fabricantes. As medidas de desadaptação foram obtidas em três pontos com o auxílio de microscopia eletrônica de varredura, com magnificação de 1.000 vezes. Os análogos e os pilares protéticos foram acoplados após a ponta dos parafusos dos pilares serem inoculados com uma suspensão de bactérias (Escherichia coli) para verificar a capacidade das bactérias de atravessar esta interface. A análise estatística foi feita através do teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis e do teste de Student-Newman-Keuls Os resultados mostraram um melhor ajuste para o sistema Nobel Biocare (0,51 µm ± 0,247 µm), seguido pelos sistemas 3i (3,46 µm ± 0,595 µm), Frialit (3,99 µm ± 1,505 µm) e ITI (5,54 µm ± 1,522 µm). Quanto à infiltração bacteriana, após 14 dias, os sistemas 3i e ITI apresentaram 80% dos espécimes infiltrados (n=4), Frialit (20%, n=1); e o sistema Nobel Biocare não apresentou infiltração bacteriana. A análise da infiltração microbiana através da interface de seus componentes é um método eficaz de controle da adaptação de seus componentes.

Physicochemical characterization of two deproteinized bovine xenografts

Calcium phosphate salts, or more specifically hydroxyapatite, are products of great interest in the fields of medical and dental science due to their biocompatibility and osteoconduction property. Deproteinized xenografts are primarily constituted of natural apatites, sintered or not. Variations in the industrial process may affect physicochemical properties and, therefore, the biological outcome. The purpose of this work was to characterize the physical and chemical properties of deproteinized xenogenic biomaterials, Bio-Oss (Geistlich Biomaterials, Wolhuser, Switzerland) and Gen-Ox (Baumer S.A., Brazil), widely used as bone grafts. Scanning electron microscopy, infrared region spectroscopy, X-ray diffraction, thermogravimetry and degradation analysis were conducted. The results show that both materials presented porous granules, composed of crystalline hydroxyapatite without apparent presence of other phases. Bio-Oss presented greater dissolution in Tris-HCl than Gen-Ox in the degradation test, possibly due to the low crystallinity and the presence of organic residues. In conclusion, both commercial materials are hydroxyapatite compounds, Bio-Oss being less crystalline than Gen-Ox and, therefore, more prone to degradation.

Response of osteoblastic cells to titanium submitted to three different surface treatments / Resposta de células osteoblásticas ao titânio submetido a três diferentes tratamentos de superfície

No complexo processo de formação óssea na interface implante-osso, as propriedades de superfície são um importante fator modulador da função osteoblástica. No presente estudo, foram preparadas amostras de titânio comercialmente puro (cp Ti) com diferentes propriedades de superfície por meio de ataque químico com solução à base de ácido sulfúrico/clorídrico (tratamento A); ataque químico seguido de oxidação anódica com ácido fosfórico (tratamento B); e ataque químico seguido de oxidação térmica e imersão em fluoreto de sódio (tratamento C). As chapas foram caracterizadas por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), perfilometria e ângulo de contato. O comportamento de células osteoblásticas de camundongo foi acompanhado por três semanas. As células cultivadas sobre os diferentes substratos de titânio apresentaram um modelo de comportamento similar durante as etapas de adesão e espalhamento. No entanto, a proliferação e a diferenciação celulares foram maiores nas amostras submetidas aos tratamentos A e C, que se apresentaram menos rugosas e com energia livre de superfície com menores componentes polares.

Physicochemical characterization of six commercial hydroxyapatites for medical-dental applicatons as bone graft

O objetivo desse trabalho foi caracterizar seis hidroxiapatitas granulares para aplicação em área médico-odontológica como material de enxerto. Estes materiais foram produzidos por quatro diferentes fabricantes e são todos facilmente disponíveis no mercado brasileiro. A caracterização físico-química foi realizada por meio de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, espectroscopia de infravermelho e área superficial específica (BET). Os resultados mostraram que apenas um dos produtos teve a caracterização perfeitamente de acordo com a especificação do fabricante. Os parâmetros de cristalinidade, área superficial e composição podem ser usados para estimar a biodegradabilidade da hidroxiapatita e como critério de controle de qualidade desses materiais.

In Vivo Characterization of Titanium Implants Coated with Synthetic Hydroxyapatite by Electrophoresis

Este estudo comparou in vivo a performance de implantes orais rosqueáveis fabricados em titânio comercialmente puro (Ti cp) e implantes recobertos com hidroxiapatita (HA) estequiométrica pelo processo de eletroforese. A camada recoberta foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. Foram obtidas camadas de carbonato-apatita bem aderidas ao substrato metálico, com espessura variando de 4 a 8 µm. Testes in vivo foram realizados por meio da inserção de implantes em tíbias de coelho por períodos de 8 ou 12 semanas. A análise histomorfométrica foi realizada quantificando-se imagens obtidas em microscopia eletrônica de varredura e com o auxílio de um software de processamento de imagens. Os resultados mostraram que a porcentagem de contato direto osso-implante foi significativamente maior para os implantes recobertos (p<0,05) do que para os implantes de titânio cp. A comparação da quantidade de osso no interior das roscas não mostrou diferença significativa para os dois tipos de implantes (p>0,05), embora os implantes de titânio cp tenham apresentado valores de porcentagem numericamente maiores que os implantes recobertos. Concluiu-se que os implantes recobertos com hidroxiapatita tiveram melhor performance em relação à área de contato osso-implante que os implantes de titânio cp. O processo de eletroforese parece ser uma alternativa simples e viável para se recobrir implantes de titânio com material osteocondutivo, como a hidroxiapatita.

Caracterizaçäo morfológica e topográfica da superfície de implantes dentários / Morphologic and topographic characterization of dental implants surface

O desempenho de implantes osseointegrados depende de diversas características de fabricaçäo, dentre as quais se pode citar a topografia, usualmente descrita pela rugosidade média (Ra). Recentemente, alguns autores introduziram o estudo tridimensional dessas superfícies, mas a correlaçäo desses parâmetros com a osseointegraçäo ainda näo é conhecida. Neste trabalho säo apresentados os principais métodos de avaliaçäo topográfica, o significado dos parâmetros 3D, exemplificando-se com a análise de uma chapa de titânio, comercialmente puro, submetida a um ataque ácido

Avaliação da adesão de hodroxi-apatia sobre implantes metálicos utilizando jato com suspensão de bicarbonato de cálcio / Evaluation of hydroxyapatite adhesion to metallic titanium by using sodium bicarbonate suspension spray

Matériais cerâmicos à base de fosfatos de cálcio como a hidroxiapatita (HA) são empregados no recobrimento de implantes metálicos para aplicações biomédicas. Esses recobrimentos possuem propriedades osteocondutoras, ou seja, favorecem a migração de células precursoras de osteoblastos, visando a minimizar o tempo de formação de novo osso e, consequentemente, acelerar a integração do implante. A adesão desses recobrimentos ao substrato metálico é de fundamental importância. Neste trabalho são apresentados e discutidos os métodos comumente empregados para medir ou avaliar a adesão, com suas vantagens e limitações. Propõe-se, então, um método de avaliação qualitativa em que chapas de titânio recobertas com hidroxiapatita por eletroforese são submetidas a um fluxo sob alta pressão contendo suspensão de bicarbonato de sódio. Esse método apresenta algumas vantagens, quando comparado aos testes que empregam fitas auto-adesivas, podendo ser empregado durante as etapas de desenvolvimento de processos de recobrimento.

Influência do processamento na resistência à compressäo de um gesso odontológico / Influence of manipulation on compressive strength of dental stone

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do método de processamento e razäo água/pó na resistência à compressäo de um gesso odontológico. Dezoito corpos de prova cilíndricos foram confeccionados em gesso tipo V e três formas de manipulaçäo foram utilizadas: a vácuo, manual e manual seguido de pressurizaçäo durante a cura. Duas relaçöes água/pó foram empregadas na preparaçäo do material: aquela recomendada pelo fabricante e com acréscimo de 40 por cento de água. Após 24h, os corpos de prova foram submetidos ao teste de resistência, à compressäo e análise em microscópio eletrônico de varredura. O processamento mecânico a vácuo resultou em resistência à compressäo mais elevada. Independentemente do método de processamento, o excesso de água reduz drasticamente a resistência à compressäo do gesso

Superfície de titânio modificada por jateamento mecânico e/ou tratamento ácido / Titanium surface modified by mechanical blasting and/or acid treatment

Foram preparadas amostras de chapas de titânio com nove condiçöes de superfície, sendo três lixadas até lixa 600 e seis jateadas com óxido de alumínio (alumina com granulometria 65mm e 250mm). Seis condiçöes foram entäo submetidas a tratamento ácido com soluçäo de ácido sulfúrico/clorídico ou soluçäo contendo ácido fluorídrico. Essas superfícies foram caracterizadas por meio de técnicas, como microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS), espectroscopia de fotoelétrons por raio X (XPS) e medidas de rugosidade média. A soluçäo contendo ácido fluorídrico foi eletiva na remoçäo das partículas de alunina, provenientes do jateamento mecânico, e na criaçäo de uma microscopia homogeneamente rugorosa