Efeito de três sistemas de osteotomia: ultrassom cirúrgico, laser Er, Cr: YSGG e sistema rotatório: sobre o processo de osseointegração e reparo de defeitos ósseos em tíbia de ratos. Estudo histomorfométrico, imuno-histoquímico e biomecânico / Effect of three osteotomy systems: Piezosurgery, ER, Cr: YSGG laser and rotary system: on osseointegration and repair of bone defects in tibia of rats. Histomorphometrical, immunohistochemical and biomechanical study

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar o processo de reparo ósseo e a osseointegração de implantes inseridos em leitos cirúrgicos preparados por meio de Brocas Convencionais, Ultrassom Piezoelétrico e LASER Er,CrYSGG. Como objetivo secundário, foi testada a habilidade do ultrassom cirúrgico de estumilar a liberação de citocinas e fatores de crescimento ósseo durante o processo de reparo. Para tanto, dois estudos distintos foram conduzidos. No Estudo 1, 144 ratos foram divididos em 3 grupos (Grupos Broca, LASER e Piezo) com 48 animais cada. Mini implantes usinados foram instalados em ambas as tíbias de cada animal em alvéolos cirúrgicos preparados pelos 3 sistemas testados de acordo com o grupo ao qual o animal pertencia Após a intervenção cirúrgica, 8 animais por grupo foram sacrificados aos 0, 3, 7, 14, 30 e 60 dias pós-operatórios.. O implante da tíbia direita foi utilizado para o ensaio de torque de remoção e o da tíbia esquerda, para análise de ContatoOsso-Implante (COI) e Fração de Área Ocupada por Osso (FAOO). No Estudo 2, 174 animais foram divididos nos mesmos grupos experimentais ­ Broca, Piezo e Laser ­ com 63, 63 e 48 animais cada, respectivamente. Defeitos ósseos de 2mm de diâmetro foram produzidos na tíbia direita dos animais usando um dos três dispositivos testados de acordo com o grupo ao qual o animal foi designado. Oito animais de cada grupo foram sacrificados aos 0, 3, 7, 14 30 e 60 dias e a cicatrização óssea foi analisada por histomorfometria e detecção imunohistoquímica de Osteocalcina, Osteoprotegerina, Rankl, Vegf e Caspase-3. Cinco animais dos Grupos Broca e Piezo foram sacrificados aos 3, 7 e 14 dias e o espécimes coletados foram utilizados para análise de PCR quantitativo (Q-PCR). Os resultados do Estudo 1 demonstraram a osseointegração dos implantes no três grupos estudados. No Grupo Broca a formação óssea ocorreu mais precocemente, porém um aumento significativo no torque de remoção ocorreu somente aos 30 dias. Nos Grupos Laser e Piezo o torque de remoção aumentou precocemente e o reparo ósseo ao redor do implante foi progressivamente aumentado até os períodos tardios. Os resultados do Estudo 2 demonstraram diferenças no padrão de corte do dispositivos testados, onde Proca e Piezo produziram osteotomias regulares enquanto o LASER produziu osteotomias irregulares com carbonização das margens do defeito. A neoformação óssea foi maior nos Grupos Piezo e Laser ao longo dos períodos de reparo, porém essa diferença foi detectada estatisticamente somente aos 30 dias entre grupos Piezo e Broca (p<0.05). A expressão de caspase-3 foi significativamente menor aos 7 dias no Grupo Laser em comparação ao grupo broca. Os resultados do Q-PCR evidenciaram expressões elevadas de Runx2 e Caspase-3 nos grupos Broca e Piezo aos 7 dias, respectivamente (p<0,05). A análise dos resultados permite concluir que as osteotomias produzidas pelos três dispositivos testados são comparáveis, em termos de processo cicatricial e a formação óssea ao redor de implantes; e que o reparo ósseo produzido por ultrassom cirúrgico não possui o reparo ósseo acelerado pela liberação de fatores de crescimento

ABSTRACT

The aim of this study was to evaluate the bone healing process and osseointegration of implants placed in sockets prepared by conventional Drills, Piezosurgery and Er,CrYSGG laser. As a secondary objective we tested the hability of Piezosurgery of enhancing the bone repair by releasing of citokynes and growth factor. Therefore, two different studies were conducted. In study 1, 144 rats were assigned to 3 groups Groups Drill, Laser and Piezo, with 48 animals in each group. Machined mini-implants were placed in both tibiae of each animal in sockets prepared by the three tested systems, according to the group in which it was assigned. After the surgical procedures, 8 animals were sacrificed postoperatively at 0, 3, 7, 14, 30 and 60 days in each group. The implant of the right tibia was used for removal torque test and the left tibia implant was used for Bone-to-Implant Contact (BIC) and Bone Area Fraction Occupancy (BAFO) analysis. In Study 2, 174 animals were ssigned to the same experimental Goups - Drill, Piezo and Laser ­ with 63, 63 and 48 animals in each group. Bone defects with 2mm in diameter were created in the righ tibia of each animal using one of the three tested devices according to the group in which it was assigned. Eight animals of each group was sacrificed at 0, 3, 7, 14 , 30 and 60 days and bone healing were analyzed by means of histomorphometry and immunohistochemical detection of Osteocalcin, Osteoprotegerin, Rankl, Vegf and Caspase-3. Also, 5 animals form Gorups Drill and Piezo were sacrificed at 3, 7 and 14 days and the bone samples were used for quantitative PCR (QPCR) analysis. Results of Study 1 demonstrated implant osseointegration in all experimental groups. The Group Drill presented early bone formation, however, significant increasing in torque removal values occurred only at 30 days. In Groups Laser and Piezo, removal torque increased early and bone healing around the implant was progressively increased until later time-points. Results gotten from Study 2 showed differences on the cut characteristics among the tested devices, where Drill and Piezo produced regular osteotomies whilst Laser produced irregular osteotomies with carbonization at the defect margins. Bone neoformation was higher in Groups Piezo and Laser along the time-points, however, this difference was statistically significant only at 30 days between Groups Piezo and Drill (p<0.05). Expression of Caspase-3 was significantly lower at 7 days in Group Laser in comparison to Group Drill. Results of QPCR analysis demonstrated higher expression of Runx2 and Caspase-3 in Groups Drill and Piezo at 7 days respectively (p<0.05). According to the results it can be concluded that osteotomies produced by the three tested devices are comparable in terms of healing and bone formation around the implants; and piezosurgery has not the ability of accelerate the bone healing by an increased releasing of growth factors