Tese+final+Divino

DOUTORADO EM ODONTOLOGIA

JOS DIVINO BEZERRA FERREIRA

A INFLUNCIA DO TABAGISMO NA APOSIO SSEA PERI-

IMPLANTAR AO REDOR DE MICRO-IMPLANTES REMOVIDOS DE

MAXILARES HUMANOS

Guarulhos 2012

JOS DIVINO BEZERRA FERREIRA

A INFLUNCIA DO TABAGISMO NA APOSIO SSEA PERI-

IMPLANTAR AO REDOR DE MICRO-IMPLANTES REMOVIDOS DE

MAXILARES HUMANOS

Tese apresentada Universidade Guarulhos para

obteno do ttulo de Doutor em Odontologia, rea

de concentrao em Implantodontia.

Orientador: Prof. Dr. Jamil Awad Shibli

Co-Orientador: Prof. Dr. Jose Augusto Rodrigues

Guarulhos 2012

Ferreira, Jos Divino Bezerra

F383i A influncia do tabagismo na aposio ssea Peri-implantar ao redor de micro-implantes removidos de maxilares humanos / Jos Divino Bezerra Ferreira. Guarulhos, SP, 2012.

76 f.; 31 cm Tese (Doutorado em Odontologia, rea de concentrao

Impantodologia) - Centro de Ps-Graduao e Pesquisa, Universidade Guarulhos, 2012.

Orientador: Prof. Dr. Jamil Awad Shibli

Bibliografia: f. 62-68

1. Implantes osseointegrados. 2. Superfcie de implantes /

Osseointegrao. 3. Tabagismo. 4. Cicatrizao de feridas. 5. Histologia humana. I. Ttulo. II. Universidade Guarulhos.

CDD 22st 617.6 Ficha catalogrfica elaborada pela Biblioteca Fernando Gay da Fonseca

Dedico este trabalho aos meus dois filhos; Rodrigo Bezerra Braga

e Heloisa Bezerra Braga, fontes fecundas e infindas de inspirao

e fora, que com seus sorrisos sempre afastam de mim o cansao

e me lembram da presena de Deus em minha vida.

AGRADECIMENTOS ESPECIAIS

Ao G..A..D..U.. inspirao e fora dos obreiros da obra eterna da Maonaria e a

todos os meus Irmos, que compreenderam as minhas ausncias do cargo de O..

quando de minhas viagens;

Ao Prof. Dr. Jamil Awad Shibli, que durantes estes anos, mais do que um orientador

foi um amigo e parceiro;

Ao Prof. Dr. Jose Augusto Rodrigues, meu co-orientador pela incansvel busca da

perfeio;

A todos os professores do Doutorado da UNG, que sem exceo, aceitaram dividir

comigo seus conhecimentos e suas experincias;

A todos os pacientes que participaram de minha pesquisa, cujos corpos deram

testemunho in vivo para o progresso do conhecimento humano;

s minha amigas Rosangela Araujo e Patrcia Lenora, que foram minhas parceiras

na vida e que em pocas distintas acompanharam meu progresso cientfico;

Ao Sr. Cel. PM Nazareno de Souza vila, amigo, parceiro e colega por 15 na Polcia

Militar, que me permitiu continuar meus estudos e ao Sr. Cel. PM Marco Tvora

Capela, pela amizade e companheirismo nesta reta final;

A toda minha equipe na Policlnica da Polcia Militar, oficiais e praas que do

contribuio silente segurana pblica do Estado do Amap;

Ao Dr. Washington Santana, que comigo, partilhou os primeiros passos na

implantodontia;

Ao Dr. Euclides Barbosa, que me inspirou a buscar o conhecimento na medicina

para elevar o nvel tcnico da odontologia.

RESUMO

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tabagismo no contato precoce (inicial)

osso implante, a densidade na rea das espiras, bem como a densidade fora da

rea de espiras ao redor de micro-implantes com superfcie tratada com jateamento

e ataque cido removidos de maxilares humanos. Um total de 22 pacientes (mdia

de idade de 55,44 4,5 anos) foram divididos em dois grupos: Fumantes (n=11

indivduos) e no fumantes (n=11 indivduos). Cada indivduo recebeu 1 micro-

implante durante cirurgia convencional de insero de implantes. Aps 8 semanas,

os implantes e tecidos circunvizinhos foram removidos e preparados para anlise

histomorfomtrica. Dois micro-implantes colocados em pacientes fumantes no

mostraram osseointegrao. Estgios precoces de maturao e de formao de

osso novo estavam presentes principalmente em no fumantes. Perda ssea

marginal e presena de espao com tecido fibroso foram encontrados principalmente

em micro-implantes retirados de pacientes fumantes. Avaliao histomorfomtrica

indica que a mdia de contato osso-implante variou entre 25,97 9,02% e 40,01

12,98% em fumantes e no-fumantes respectivamente (p

ABSTRACT

This study evaluated the effect of cigarette smoking on early bone-to-implant contact

(BIC%), the bone density in the threaded area (BA%) as well as the bone density

outside the threaded area (BD%) around micro-implants with sandblasted acid

etched surface retrieved from human jaws.total of 22 subjects (mean age 55.44 4.5

years) were divided in 2 groups: Smokers (n=11 subjects) and non-smokers (n=11

subjects). Each subject received 1 micro-implant during conventional mandible or

maxilla implant surgery. After 8 weeks, the micro-implants and the surrounding tissue

were removed and prepared for histomorphometric analysis. Two micro-implants

placed in smokers showed no osseointegration. Early stages of maturation of the

newly-formed bone were present, mainly in the non-smokers. Marginal bone loss,

gap and fibrous tissue were present around implants retrieved from smokers.

Histomorphometric evaluation indicated that the mean BIC% ranged between 25.97

9.02% and 40.01 12.98% for smokers and non-smokers, respectively (p0.05). Cigarette smoking has a detrimental effect on early

bone tissue response around sandblasted acid etched implant surface topographies.

Key-words: Dental implants. Implant Surface Topography / Osseointegration.

Smoking. Wound Healing. Human Histology.

SUMRIO

1 INTRODUO E JUSTIFICATIVA 9

1.1 Influncia de diferentes topografias de implantes sobre o tecido

sseo peri-implantar

11

1.2 Tabaco e implantes osseointegrados 27

1.3 Componentes do cigarro e seus efeitos sobre o organismo 29

2 PROPOSIO 32

3 ARTIGO: CIGARETTE SMOKING AFFECTS EARLY

HUMAN PERI-IMPLANT BONE HEALING

33

4 CONSIDERAES FINAIS 55

5 CONCLUSO 56

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 57

9

1 INTRODUO E JUSTIFICATIVA

Os resultados funcionais, estticos e a previsibilidade bem documentada a longo

prazo dos implantes osseointegrveis os coloca como uma alternativa segura para a

reposio de edentulismos unitrios, mltiplos ou totais (ALISSA e OLIVER, 2012).

Apesar da grande taxa de sucesso, os implantes osseointegrados so

susceptveis a complicaes locais e sistmicas que eventualmente podem levar a

perda dos implantes, e as pesquisas tem se concentrado em identificar estes fatores

(ALISSA e OLIVER, 2012; CORREA et al., 2009).

Os fatores de risco para os implantes osseointegrados podem ser divididos

em dois grupos. O primeiro grupo incluem os fatores relacionados tcnica

cirrgica, tipo e localizao dos implantes, intervalo entre extrao dentria e

colocao dos implantes e o intervalo de tempo entre implantao e a colocao em

carga. O segundo grupo inclui os riscos relacionados ao paciente, tais como,

diabetes, lcool e tabagismo (SVERZUT et al., 2008).

O tabagismo reconhecido como um fator de risco para complicaes ps-

operatrias em muitos tipos de cirurgias (RODRIGUEZ-ARGUETTA et al., 2011).

H mais de 50 anos existem evidncias cientficas irrefutveis de que o

consumo do tabaco ou a exposio fumaa proveniente do cigarro causam danos

ao corpo humano com consequncias fatais (BALSHE at al., 2008; US

DEPARTAMENT OF HEALTH AND HULMAN SERVICES, 2010), sendo o papel do

fumo na gnese de diversas patologias pulmonares e cardiovasculares conhecido e

seu efeitos deletrios no processo de reparao e cicatrizao das feridas, bastante

estudado (SILVESTEIN, 1992).

Previses com bases em grandes estudos populacionais indicam que metade

dos fumantes de longo prazo, em especial aqueles que iniciaram o hbito na

juventude iro morrer de doenas relacionadas ao fumo. Os pacientes tabagistas

vivem 10 anos menos que os paciente no fumantes e tem o dobro de chances de

infarto do miocrdio e este comumente ocorre 10 anos antes do que o paciente no

tabagista (DOLL et al., 1994).

O tabagismo considerado como a maior causa evitvel de mortes em todo o

mundo (CENTER FOR DISEASE CONTROL AND PREVENTION, 2011). Estes

10

dados caracterizam o tabagismo como um grave problema de sade pblica que

despende grande parte dos recursos destinados ao sistema de sade.

O Center for Disease Control and Prevention (CDC) estimou no ano de 2010

uma populao total de 45,3 milhes de fumantes nos Estados Unidos, o que

representa 19,3% da populao com idade superior a 18 anos (CENTER FOR

DISEASE CONTROL AND PREVENTION, 2011).

No Brasil os dados oficiais do IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e

Estatstica) baseados no censo de 2008 apresenta uma populao total de

fumantes, com idade superior a 15 anos, estimada em 24,6 milhes de pessoas,

17,2% da populao em geral (21,6% dos Homens e 17,2% da populao feminina),

sendo que, a maior parcela destes consumia entre 15 e 24 cigarros por dia (IBGE,

2009).

Face aos dados apresentados, podemos prever uma grande populao

tabagista que potencialmente precisa ou precisar de reposies dentrias por meio

de implantes osseointegrados. Com o objetivo de reduzir o impacto negativo do

tabagismo nos resultados dos implantes, alguns autores tem proposto o uso de

superfcies tratadas, superfcies estas, que tem propriedades que podem estimular a

formao ssea (CORREA et al., 2009).

O processo de reparao ssea e a influencia dos mtodos de tratamento de

superfcie so abordados no captulo do livro a seguir.

1Introduo

Baseado nos conceitos clssicos sobre a osseoin-tegrao,1-2 o uso de implantes osseointegrveis na reabilitao de indivduos parcial ou total-mente edntulos tem aumentado consideravel-mente nos ltimos anos. A definio de osseoin-tegrao ou anquilose funcional considerava o percentual de contato entre o tecido sseo e a superfcie do implante sob funo, quando vis-to em microsco pia ptica normal. Entretanto, quando vista em microscopia eletrnica de var-redura, havia a interposio de uma fina cama-da de glicopro tenas entre o tecido sseo e o im-plante (Fig. 1.1A-C). Logo, a unidade funcional e estrutural de toda a Implantodontia foi alicer-ada sob o conceito do contato osso-implante e consequentemente de todos os eventos que in-fluenciam neste processo.

Nos ltimos anos, fatores relacionados ao implante dentrio osseointegrvel (forma do im-plante, tipo e composio qumica da superfcie) e ao hospedeiro (fatores locais e sistmicos) fo-ram avaliados visando aprimorar e desenvolver tecnologias para melhorar e aumentar o contato osso-implante e, consequentemente, aumentar o sucesso a longo prazo dos implantes osseointe-grveis, uma vez que, teoricamente, quanto me-lhor o contato osso-implante, maior ser a longe-vidade deste implante.

Logo, o objetivo do presente estudo foi abor-dar, de maneira sistemtica, a influncia de su-perfcies de implantes diferentes sobre o tecido sseo humano, assim como os efeitos de possveis fatores de risco como o diabetes, o fumo e a osteo-porose sobre a osseointegrao em humanos.

Osseointegrao

O processo de osseointegrao muito similar ao observado em fraturas sseas, no qual exis-te a ativao da matriz ssea frente a qualquer dano ou leso ao tecido sseo. Quando a matriz ssea exposta ao fluido extracelular, protenas e fatores de crescimento iniciam o processo de aposio ssea ao redor de implantes osseointe-grados. A leso torna-se povoada por clulas os-teoprogenitoras oriundas do tecido sseo medu-lar, do peristeo e da regio endocortical, que so direcionadas regio por meio de quimiotaxia. A proliferao e diferenciao das clulas osteo-progenitoras em osteoblastos iniciam o depsito de matriz ssea sobre a superfcie do implante. Nesse momento, alguns osteoclastos podem estar presentes, embora a sua atuao neste processo ainda seja controversa.3 A ativao deste proces-so inicia-se imediatamente aps a insero do implante e continua entre a segunda e terceira semanas, na qual atinge seu potencial mximo na quarta semana, diminuindo a partir da oita-

CaptuloInfluncia de Diferentes

Topografias de Implantes sobre o Tecido sseo Peri-implantar Jamil Awad Shibli Susana dAvila Daniel S. Ferrari Jos Divino Ferreira Jos Augusto Rodrigues Alessandra Cassoni Adriano Piattelli

1

Implantodontia Clnica Baseada em Evidncia Cientfica

2

ABROSS2012

conectar a superfcie do implante osseointegra-do s paredes do leito sseo receptor (osteog-nese de contato ou direta) quando este implante apresenta superfcie tratada. Em implantes com superfcie lisa acontece o inverso: a aposio do tecido sseo neoformado ocorre do tecido sseo preexistente para o implante6 (Fig. 1.2A,B).

A adaptao do tecido sseo a esforos mas-tigatrios, ou 2a fase, ocorre entre a 6a a 20a se-manas ps-insero. A estrutura do tecido sseo neoformado sofre mudanas com predomnio do tecido sseo lamelar. A orientao das fibras co-lgenas depende, alm de todo este processo, da presena ou ausncia de ativao imediata do im-plante osseointegrado, que pode ser obtido com a restaurao ou carga imediata. Estudos recentes7

tm mostrado que implantes submetidos a carga

va semana.4 Didaticamente, o processo de cica-trizao ssea peri-implantar pode ser dividido em 3 fases:5 1a fase incorporao e formao do tecido sseo medular; 2a fase adaptao do tecido sseo a esforos mastigatrios (depsito de matriz ssea na superfcie do implante); e 3a fase adaptao da estrutura ssea a esforos mastigatrios (remodelao ssea).

A 1a fase ocorre at a 6a semana ps-inser-o do implante, no qual ocorre a incorporao e formao do tecido sseo medular. Este tecido caracterizado pela ausncia no padro de orien-tao, concomitantemente com a presena de fi-bras colgenas e inmeros ostecitos, presentes em uma massa tecidual pouco mineralizada. Este tecido funciona como arcabouo para a formao de todo o tecido que ser mineralizado, alm de

Fig. 1.1 (A) Aspecto histolgico de implante de hexgono interno de superfcie tratada (Universal 2, De Bortolli, So Paulo, SP) removido da regio posterior da maxila aps 5 anos em funo de mau posicionamento tridimensional (Fucsina bsica e azul de toluidina, 14x); (B) detalhe da rea delimitada em A. Note o contato direto do tecido sseo neoformado (ON) com a superfcie do implante (setas). (Fucsina bsica e azul de toluidina, 200x); (C) fotomicrografia obtida por microscpio eletrnico de varredura de implante com superfcie tratada com laser, detalhando o verdadeiro contato osso (ON) e implante (Ti) (seta).

A B

C

Captulo 1 Influncia de Diferentes Topografias de Implantes sobre o Tecido sseo Peri-implantar

3

ou restaurao imediata apresentam orientao perpendicular das fibras colgenas em relao superfcie do implante, enquanto implantes que so ativados 3 a 6 meses aps a cicatrizao apre-sentam, na sua maioria, fibras colgenas orienta-das paralela em relao superfcie do implante (Fig. 1.3A-C). Esta variao pode alterar as pro-priedades mecnicas do tecido sseo e, assim, in-fluenciar a longevidade dos implantes.

Nesta fase, ocorre ainda o depsito de tecido sseo maduro formado inicialmente durante a 1a fase ou oriundo pela proximidade do leito recep-tor que circunda todo o implante osseointegrado. Este processo deve-se presena do tecido sseo necrtico superficial ocorrido pela interrupo do suprimento sanguneo e pela fresagem do te-cido sseo para o preparo do leito cirrgico. O tecido necrtico reabsorvido e inicia-se o de-psito de nova matriz ssea e, caso haja trans-misso de esforos mastigatrios precoces, este esforo pode influenciar na orientao das fibras colgenas, como j citado. Cumpre salientar que, caso haja superaquecimento do leito receptor aci-ma de 47oC, ocorrer a formao de uma massa necrtica que, ao invs de ser reabsorvida e ne-oformada, fornecer clulas de tecido conjuntivo frouxo para a formao do processo denominado fibro-osseointegrao, ou seja, falha no processo de neoformao ssea e consequente perda do implante osseointegrado8 (Fig. 1.4A-C).

A remodelao do tecido sseo peri-implan-tar o ltimo estgio da osseointegrao ou 3a fase. Inicia-se a partir do 3o ms e continua ao longo de todo o perodo em que o implante se mantm osseointegrado. A remodelao ssea ocorre nos tecidos cortical e medular. A ativa-o e remodelao iniciam-se com a atividade osteoclstica seguida pela aposio de tecido sseo neoformado. Este balano determina a quantidade de perda ssea ou aposio, depen-dendo do grau e intensidade da aplicao da carga mastigatria.

Influncia de Superfcies de Implantes Diferentes

Estudos clnicos9-11 e histolgicos12-16 tm propos-to que implantes osseointegrveis que apresen-tam superfcies tratadas ou texturizadas, podem receber carga mastigatria em um perodo menos extenso ao preconizado anteriormente.17-18 Esses estudos clnicos e laboratoriais avaliaram o per-centual de osseointegrao, buscando aperfei-oar o tipo de superfcie ou microestrutura dos implantes.

O percentual de osseointegrao depende, alm do tipo de microestrutura, da tcnica cirr-gica, condies sistmicas do indivduo, disponi-bilidade e qualidade do tecido sseo.19-20 A dispo-nibilidade ssea reduzida aps a perda do dente

A B

Fig. 1.2 (A) Osteognese de contato ou direta: nesta situao, o tecido sseo neoformado (ON) apresenta contato direto com a superfcie do implante jateada e tratada por cidos (I) (setas) sem, no entanto, haver extenso do tecido sseo neoformado (ON) com o tecido sseo preexis-tente (OP) (Fucsina bsica e azul de toluidina, 200x); (B) osteogse indireta: nesta situao, o tecido sseo neoformado (ON) forma-se do leito da loja cirrgica superfcie lisa do implante. Note que no h formao ssea do implante para o leito (osteognse direta) (Fucsina bsica e azul de toluidina, 200x).


4

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A B

C D

Fig. 1.3 (A) Aspecto histolgico do implante removido aps 10 meses de sobrecarga oclusal (Fucsina bsica, 14x) e (B) vista por meio de micros-cpio com luz polarizada do mesmo corte em A. Por meio de software apropriado, a imagem B dissociada em duas cores (azul e violeta), obtendo-se uma viso das (C) fibras tranversais e (D) fibras paralelas. As fibras transversais perfazem 76,5% do total da rea ssea peri-implantar.

e reabsoro do tecido sseo alveolar, principal-mente em regies posteriores de maxila.21-23 A taxa de contato osso-implante reportada entre 25 e 65% para a superfcie de titnio comercial-mente puro (Ticp) e de 45 a 70% para as super-fcies de titnio tratadas, tanto para estudos em animais24-28 quanto em humanos.15,29-33 Tais inves-tigaes mostraram ainda que implantes dent-rios osseointegrveis de superfcies lisas, coloca-dos em osso tipo IV (regio posterior da maxila e reas enxertadas) apresentam ndices de insuces-so altos comparados com outras reas de melhor densidade ssea.19,34 Consequentemente, a modi-ficao ou texturizao da superfcie do implante pode facilitar a cicatrizao como o aumento da

porcentagem do contato osso-implante em reas de tecido sseo com menos densidade.19,22,34

As qualidades biolgicas do implante dent-rio dependem das propriedades qumicas, fsi-cas, mecnicas e topogrficas da superfcie. Es-sas propriedades diferentes interagem entre si, influenciando na atividade celular ao redor da superfcie de implante.35 A partir desses dados, vrios estudos tm investigado superfcies de implante diferentes, obtidas por meio de tcni-cas de adio (recobertas com plasma de titnio, hidroxiapatita) ou subtrao (jateamento com di-ferentes tipos de materiais como xido de titnio ou alumnio, tratadas com cidos e preparadas com laser36 (Fig. 1.5).


5

As propriedades destas novas superfcies in-fluenciam nas clulas sseas que migram e pro-liferam do leito cirrgico realizado para a inser-o do implante, apresentando melhores taxas de contato osso-implante, devido ao aumento da rea de contato da superfcie do implante.25,35,37-38

Complementarmente, essa rugosidade de super-fcie fornece uma configurao que melhora a reteno do cogulo sanguneo, estimula e facili-ta o processo de osseointegrao e, consequente-mente, permite que estes implantes possam ser submetidos carga prottica aps um tempo de reparo menor.14,39-40

Estudos em humanos

Embora escassos, alguns estudos investigaram de maneira sistemtica o processo de osseointegra-

o nos maxilares humanos. Estudos prvios13,15 investigaram o efeito de topografias diferentes de implantes nos maxilares humanos. Estes estudos avaliaram histologicamente a osseointegrao,13 utilizando implantes com dimenses reduzidas (microimplantes) com superfcie de titnio jateada com xido de titnio (TiO

2) e superfcie lisa. Vinte e

sete pacientes receberam dois microimplantes cada, um teste (TiO

2) e controle (liso). Os microimplantes

foram retirados com trefinas aps um pe rodo de cicatrizao mdio de 6 meses para a maxila e 4 para a mandbula. A avaliao histomorfomtrica apresentou um contato osso-implante significati-vamente maior para os implantes jateados, tanto na mandbula quanto na maxila.

Valendo-se da mesma metodologia, o mes-mo grupo15 avaliou, histologicamente, a respos-

A B

C

Fig. 1.4 (A) Parafuso bicortical removido aps 12 anos de funo na regio anterior da mandbula (Fucsina bsica e azul de toluidina, 14x); (B) detalhe da regio delimitada em A. Note a presena de tecido conjuntivo (TC) entre o tecido sseo (OP) e o implante (Fucsina bsica e azul de toluidina, 140x); (C) outro detalhe evidenciando a ausncia do tecido sseo preexistente (OP) e a superfcie do implante devido presena de TC (Fucsina bsica e azul de toluidina, 140x).


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Fig. 1.5 Microscopia eletrnica de varredura de (A) microimplante utilizado nas avaliaes histolgicas; (B) superfcie lisa ou polida (Conexo Sistema de Implantes, barra=50m); (C) superfcie jateada com xido de titnio e tratada com cidos ntrico e fluordrico (Conexo Sistema de Implantes, barra=50m); (D) superfcie anodizada (Actives, Conexo Sistema de Implantes); (E) superfcie tratada com laser de alta potncia e cido; (F) superfcie com duplo tratamento cido (Intra-Lock, USA); (G) nanossuperfcie (Ossean, Intra-Lock, USA); H) superfcie jateada com xido de alumina e tratada com cido ntrico (Titanium-Fix, S. Jose dos Campos, SP); (I) superfcie jateada com xido de titnio e tratada com cido ma-leico (De Bortoli, So Paulo, SP); e (J) superfcie tratada com fluoreto de sdio (Conexo Sistema de Implantes, SP).

A B

C

E

D

F


7

ta ssea frente ao microimplante com superfcie anodizada e lisa em humanos. Aps o perodo de cicatrizao de 6 meses na maxila e 3,5 meses na mandbula, observaram que a superfcie anodi-zada apresentou percentual de osseointegrao mais alto e maior preenchimento sseo entre as espiras do implante.

Outros autores14 avaliaram a influncia de superfcies diferentes preparadas no mesmo mi-croimplante, inseridos em osso de baixa densi-dade. Cada microimplante foi inserido na regio posterior da maxila de 11 pacientes parcialmen-te edntulos e removidos aps um perodo de 60 dias. Utilizando luz polarizada e microsco-pia ptica convencional, os autores observa-ram um percentual de contato osso-implante de 19,00% 14,68% e 47,81% 14,01% para a su-perfcie lisa e jateada/tratada por cidos respec-tivamente. Ainda, utilizando a tcnica de super-

posio de imagens, os autores observaram que a superfcie lisa apresentou diminuio de conta to osso-implante de 44,7%.

Em uma srie de estudos desenvolvidos por nosso grupo,16,30-33 3 tipos de topografias de im-plantes foram avaliadas histologicamente aps 60 dias da insero em maxilares humanos. Mi-croimplantes com superfcies tratadas com ci-dos e jateadas com xido de titnio, anodizadas e Ticp foram inseridos na maxila e na mandbula, e avaliados histologicamente. A superfcie lisa (Ticp) apresentou as menores mdias de contato osso-implante e densidade ssea restrita rea das espiras do implante quando comparados com as duas superfcies tratadas. Histologicamente, o tecido sseo peri-implantar que circundava os microimplantes mostrava sinais de normalidade para todos os grupos. O tecido sseo preexistente era, na maioria das vezes, lamelar e compacto,

G

I

H

J


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ABROSS2012

com numerosos ostecitos em suas lacunas com reas entrelaadas de tecido sseo mineralizado. J o tecido sseo neoformado, presente na inter-face osso-implante, apresentava vrios estgios de maturao e remodelao, sendo esta caracte-rstica acentuada nos microimplantes que apre-sentavam tratamento de superfcie. Em alguns casos, osteoblastos estavam conectados ao tecido sseo neoformado, sugerindo uma formao ssea progressiva. Entre as espiras dos microimplantes, foram encontradas menos aposio de tecido s-seo neoformado, embora este tecido apresentasse

sinais de imaturidade. Alguns microimplantes do grupo controle, ou seja, sem tratamento de super-fcie, apresentavam a descon tinuidade entre as finas trabculas sseas localizadas junto ao leito receptor e superfcie do implante. J para os mi-croimplantes com tratamento de superfcie, uma fina camada de tecido sseo trabecular estava in-terposta entre o osso preexistente e a superfcie do implante. A rea ao redor dos microimplantes com superfcie Ticp apresentava uma fina cama-da de tecido conjuntivo denso entre a interface osso-implante (Figs. 1.6 e 1.7A-C).

Fig. 1.6 Mdia do contato osso-implante (COI) e densidade ssea (DO) restrito rea das espiras do implantes removidos aps 60 dias de cicatrizao. Os implantes avaliados neste estudo foram a superfcie lisa, jateada e tratada com cidos (Porous) e anodizada (Vulcano).

A

CB

Fig. 1.7 (A) Aspecto histolgico de superfcie de implante liso (Ticp) removido aps 60 dias de cicatrizao mostrando osteognse indireta (se-tas) (Fucsina bsica e azul de toluidina, 140x); (B) osteognse de contato evidenciado pelo contato do tecido sseo neoformado (ON) com a super-fcie do implante jateado e tratadao por cidos (Porous) (Fucsina bsica e azul de toluidina, 140x); (C) formao de matriz ssea (setas) delineada por osteoblastos em direto contato com a superfcie anodizada (Vulcano) (Fucsina bsica e azul de toluidina, 200x).


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Em outros estudos desenvolvidos por nosso grupo,41,42 superfcies tratadas com laser de alta intensidade e nanossuperfcies foram avaliadas em osso tipo IV. Valendo-se de metodologia se-melhante realizada em estudos prvios,16,30-31 os autores avaliaram a influncia desta superf-

cies 60 dias aps sua insero. Observou-se que ambas as superfcies apresentaram valores de contato osso-implante mais altos que os seus respectivos controles e que ambas deveriam ser indicadas principalmente para osso tipo IV (Figs. 1.8 e 1.9A,B).

A B

Fig. 1.8 Presena de tecido sseo neoformado (ON) em contato com a superfcie do implante tratada com laser (Fucsina bsica e azul de toluidina, 200x).

Fig. 1.9 (A) Imagem histolgica de implante com nanossuperfcie (Ossean, Intra-Lock USA) removido da regio posterior da maxila aps 60 dias (Fucsina bsica e azul de toluidina, 14x); (B) detalhe da rea delimitada em A evidenciado a osteognese de contato (setas) e neoformao de tecido sseo (ON) (Fucsina bsica e azul de toluidina, 140x).

Fatores Sistmicos do Hospedeiro

Alm dos fatores relacionados aos implantes os-seointegrados, os inerentes ao hospedeiro tam-bm podem influenciar na taxa de osseointe-grao e, consequentemente, no sucesso a longo prazo das restauraes implantossuportadas.43 Fatores como diabetes, tabagismo e osteoporose tm sido extensivamente avaliados por vrios pesquisadores utilizando modelos histolgicos

em animais e alguns estudos clnicos em huma-nos. Estes fatores tm em comum a influncia no processo de reparo do tecido sseo.

Tabagismo

O tabagismo tem sido relacionado como fator de risco de doenas periodontal e peri-implantar.44 Outros estudos tm ainda correlacionado o taba-gismo com a perda precoce dos implantes, au-


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mento da perda ssea mar ginal, problemas de cicatrizao do tecido mole.44-46 Alguns estudos utilizando modelos animais47-48 mostraram o efeito deletrio da inalao da fumaa de cigarro e da injeo de nicotina e cotinina na aposio de tecido sseo na superfcie do implante. Es-tes estudos mostram que o cigarro influencia na cica trizao do tecido sseo peri-implantar, tan-to pelo efeito local (calor e fumaa) quanto pelo efeito sistmico da inalao de todas as subs-tncias txicas presente no cigarro, reduzindo o contato osso-implante e aumentando a taxa de perda de implantes antes da conexo da prtese (falhas precoces).

Outro estudo utilizando microimplantes em humanos49 compararam o percentual de ossoin-tegrao em microimplantes com superfcie lisa removidos de maxilares humanos aps 60 dias de osseointegrao de pacientes fumantes e no fumantes. Os pacientes foram considerados fu-mantes caso consumissem mais de 10 cigarros por dia h no mnimo 5 anos. Os resultados preli-minares mostraram que o percentual de contato osso-implante em pacientes fumantes reduzida em 50% quando comparada com a de pacientes no fumantes (Fig. 1.10). Este dado ratifica acha-dos prvios47,48 realizados em animais, nos quais a taxa de osseointegrao foi drasticamente re-duzida na presena do cigarro.

Osteoporose

Osteoporose uma doena sistmica que influen-cia na qualidade do tecido sseo fazendo com que o mesmo seja suscetvel a fraturas. Nor-malmente est correlacionado com a idade e encon trado especialmente em mulheres aps a menopausa.50-51 Embora a osteoporose no seja um risco substancial de osseointegrao, o seu tratamento importante para a sade dos pa-cientes.52-54

Estudos histolgicos55-58 de implantes os-seointegrados removidos por fratura do implante ou fratura do componente prottico mostraram que o tecido sseo peri-implantar ao redor destes implantes apresentava sinais de normalidade e que, aparentemente, a osteoporose no influen-ciou a cicatrizao ssea peri-implantar.

Diabetes mellitus

O diabetes um distrbio endcrino causado por insuficincia de insulina ou por resistncia do tecido em relao insulina.59 A insulina um hormnio que promove a entrada de glicose nas clulas e possibilita a obteno de energia atravs desse metabolismo. Quando falta a in-sulina ou quando esta no utilizada, a clula comea a metabolizar gordura, produzindo ac-mulo de cido graxo que causa a arterioescle-rose e ange te obliterante, depois passa a meta-bolizar protenas causando a depresso proteica com emagrecimento acelerado do indivduo.

O diabetes altera o metabolismo dos car-boidratos, lipdios e protenas, causando imu-nodepresso, microangete obliterante, arterio-esclerose precoce, complicaes neuropticas, retinopatia, nefropatia, perda de sensibilidade, dificuldade de cicatrizao e facilidade de infec-o. Estima-se que 10% da populao brasilei-ra entre 30 e 69 anos de idade seja portadora de Diabetes Mellitus (Diabetes Clnico) e, nesta faixa de idade, que se encontra a maioria dos pacien-tes que necessitam de tratamento com implantes osseointegrveis.60

Outro estudo59 avaliou 34 pacientes diabti-cos que receberam 227 implantes. Todos os pa-cientes receberam antibioticoterapia prvia cirurgia e aconselhamento para manterem o diabetes controlado. No perodo de 1 ano, obser-vou-se sucesso de osseointegrao em 214 im-plantes (94,3%). Entre os implantes perdidos, 3 foram com carga imediata e um por bruxismo. Concluiu-se que o uso de implantes dentrios em diabticos pode ser utilizado, se estes pacientes estiverem com a doena controlada.

Teoricamente, podemos afirmar que, devido a todas as alteraes que o diabetes causa, esta doena no controlada seria uma contraindica-o para o tratamento com implantes, mas fal-tam estudos prospectivos e acompanhamento a longo prazo para comprovarem esta afirmao.

Fig. 1.10 Mdia do contato osso-implante (COI) de vrias superfcies de implante entre os pacientes fumantes e no fumantes. Note que o COI aps 60 dias de cicatrizao para os pacientes fumantes reduzi-do em quase 50% quando comparado ao dos pacientes no fumantes. (Fig. 1.6)


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Comentrios gerais e perspectivas

futuras

Implantes com tratamento de superfcie apresen-tam percentuais de contato osso-implante mais altos. As topografias produzidas na super fcie do Ticp pelas diversas modalidades de tratamento de superfcie (adio ou subtrao) apresentam uma geometria que pode funcionar como restri-o para o componente celular do citoesqueleto de clulas osteoblsticas envolvidas na disperso e locomoo celulares,61-62 tal caracte rstica tam-bm poderia explicar o aumento e a rapidez com que ocorre a integrao do tecido sseo neofor-mado na interface osso-implante ao redor de su-perfcies com topografias mais complexas como as recobertas por plasma ou hidroxiapatita.63-64

Sobre as superfcies tratadas foi possvel observar a presena de osteoblastos em contato direto com a superfcie dos implantes, sugerin-do que a topografia da superfcie de suma im-portncia para a resposta do tecido sseo, pelo menos em condies nas quais os implantes no foram submetidos carga oclusal.13,15,24,27 Alguns pesquisadores mostraram tambm que a proli-ferao e diferenciao de clulas osteoblsticas so aumentadas por meio da rugosidade da su-perfcie do implante.62,65

Como visto, o processo de cicatrizao ini-cia-se logo aps a insero dos implantes, com a formao do cogulo sanguneo sobre a super-fcie do implante, originando uma fina camada de fibrina.48,66-68 Os implantes com superfcies tratadas ou texturizadas mostram alto ndice de densidade ssea compreendida entre as espiras. Tal fenmeno pode ser explicado pela maior re-teno da rede de fibrina e, consequentemente, maior quantidade de clulas mesenquimais indi-ferenciadas para futura diferenciao em osteo-blastos. O perfil perfilomtrico destas topogra-fias pode tambm fornecer melhor condio para a estabilizao do cogulo, facilitando a cicatri-zao ssea sobre a superfcie do implante.67,69

Outros estudos tm mostrado que a topogra-fia da superfcie do implante pode afetar no s a expresso gnica do osteoblasto, mas tambm a diferenciao das clulas em osteo blastos.65 Es-tes autores sugerem ainda que a interao das clulas com os componentes da matriz extrace-lular e a organizao do citoesqueleto associada topografia do implante podem influenciar na

expresso gentica da clula e aumentar a for-mao de uma matriz ssea em contacto perfeito com a superfcie do implante.

Os dados observados para os implantes com superfcie lisa (Ticp)16,19,22,35 mostram que esta superfcie no prov uma forte ancoragem jun-to ao tecido sseo, sobretudo em reas de baixa densidade, como os localizados em regio poste-rior da maxila e reas enxertadas. Essas obser-vaes explicam o alto ndice de perdas relatado em varias investigaes.22,33 Portanto, a topogra-fia superficial pode ser considerada um dos fa-tores mais importantes que poderia influenciar na longa durao ou sobrevida das restauraes implantossuportadas em osso tipo IV.

Estudos tm demonstrado ainda que os im-plantes lisos necessitam de tempo de cicatrizao mais prolongado.17,19 Contudo, estudos13,15 tm avaliado o contato osso-implante com superfcies lisas inseridas em maxilares humanos mostrando, aps um perodo de cicatrizao de 5 a 6 meses, um percentual de contato osso-implante ao redor de 9 a 13%. Estes valores foram mais baixos quando comparados com os 19% de contato osso-implante apresentados por outros autores,14,16,34 que avalia-ram microimplantes inseridos na regio posterior da maxila de humanos, aps 60 dias de cicatriza-o, sugerindo que a superfcie lisa depende muito mais da densidade ssea do leito receptor do que da sua propriedade osteocondutora.

Os fatores sistmicos do indivduo tambm influenciam na biologia ssea peri-implantar. Fa-tores como tabagismo e osteoporose podem au-mentar a perda clnica de insero periodontal,70

mas, aparentemente, h evidncias cientficas para uma clara influncia negativa na osseoin-tegrao somente do tabagismo.47-48 O taba gismo tem sido correlacionado a altos ndices de perda de implantes precoces, alm de reduzir e retar-dar o processo de osseointegrao.49 Os compo-nentes do cigarro interagem de maneira negativa durante os estgios iniciais da cicatrizao s-sea, retardando e at mesmo evitando a minera-lizao do tecido neoformado. A nicotina e a fumaa do cigarro inibem a vascularizao nos processos de cicatrizao ssea e a produo de vrias citocinas.71-72

A osteoporose tem sido relacionada aos insu-cessos em Implantodontia. Entretanto, basea do nos estudos realizados sobre implantes removi-dos de pacientes com e sem osteoporose,57 ob-


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servou-se que os percentuais mdios de contato osso-implante foram semelhantes. O estudo ava-liou o tecido sseo peri-implantar de implantes removidos de pacientes com osteoporose tipo I (osteo porose ps-menopausa), segundo o critrio da World Health Organization (WHO). Embora o estudo no possa determinar a influncia da os-teoporose na osseointegrao, pode sugerir que os implantes, que foram removidos por motivos de quebra dos implantes e dos componentes pro-tticos, pelo menos aps o perodo de funo que variou entre 12 a 100 meses, apresentaram ca-ractersticas histolgicas idnticas aos observa-dos nos pacientes sem osteoporose. Entretanto, o presente estudo apresenta limitaes, como obteno da amostra (estudo retrospectivo) o que pode limitar o poder dos resultados. A per-da do implante osseointegrado multifatorial, o que pode dificultar a determinao do fator etio-lgico exato. Outros pontos devem ser associa-dos com a perda dos implantes como nmero e posio dos implantes, na arcada, direo e in-tensidade da fora oclusal, condio dos dentes remanescentes, principalmente quanto doena periodontal.

ConclusoBaseado em nossos achados, pode-se concluir que os principais fatores que influenciam na biologia ssea peri-implantar foram os tipos de superfcie e o tabagismo. Entretanto, mais estu-dos devem ser realizados para um entendimen-to completo da biologia ssea peri-implantar e a possvel influncia de outros fatores sistmicos, como a osteoporose e diabetes.

Agradecimentos

Os dados apresentados neste captulo so, em par-te, oriundos dos projetos desenvolvidos no Progra-ma de Ps-graduao em Odontologia, Doutorado e Mestrado, reas de Periodontia e Implantodontia no Curso de Especializao em Implantodontia da Universidade Guarulhos (UnG). Alguns destes pro-jetos foram fomentados pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPq), Fundao de Amparo Pesquisa do Estado de So Paulo (FAPESP), Conexo Sistema de Implantes, So Paulo, SP; Titanium Fix, So Jos dos Cam-pos, SP; Intra-Lock International, USA; Intra-Lock Brasil, Sao Paulo, SP e De Bortoli, So Paulo, SP.

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27

1.2 Tabaco e implantes osseointegrados

Vrios estudos reconhecem que determinados grupos de pacientes

concentram um risco para falha de implantes, perdendo um numero desproporcional

destes, fenmeno denominado em ingls como Clusterization (ALISSA e OLIVER,

2012). Segundo Davies (1998) o tabaco um dos mais significantes fatores de risco

para os implantes osseointegrados, apresentando uma predisposio em particular

para perdas mltiplas em um nico paciente.

Embora comumente se atribua a Bain e Moy (1993) a primeira associao do

tabagismo e falha de implantes j em 1992 Jones e Triplett relatavam a alta

incidncia de complicaes de implantes em pacientes fumantes.

Wallace (2000) relata os efeitos deletrios do cigarro sobre a osseointegrao

e propem que o cigarro seja considerado uma contraindicao relativa para os

implantes, assim, todos os pacientes tabagistas que iro se submeter a

procedimento de colocao de implantes devem ser informados que existe um

aumento de risco de perda dos implantes e peri-implantite (HEITZ-MAYFIELD,

2009).

Embora alguns trabalhos no demonstrem diferenas estatsticas na taxa de

sucesso dos implantes osseointegrados entre fumantes e no fumantes (MINSK et

al., 1996; BAIN et al., 2002; KUMAR et al., 2002), a maioria dos estudos

demonstram que a taxa de sucesso dos implantes osseointegrados diminui em

pacientes fumantes e que o cigarro tem um papel deletrio sobre a osseointegrao,

cicatrizao dos enxertos e na sade dos tecidos periodontais e peri-implantares

(LAMBERT et al., 2000; LIRA e SCHWARTZ-ARAD, 2005; STRIETZEL et al., 2007;

JAVED et al., 2012; SNIDER et al., 2011; AGLIETTA et al., 2011), conforme tabela

1.

28

Tabela 1. Comparao da taxa de sucesso de implantes em diferentes trabalhos

Autor Ano Grupo Pacientes (Implantes)

Tx de Sucesso

Observaes

Bay e Moy 13

1993 No Fumantes: Fumantes:

540 Total

(1804) (390)

95,23% 88,72%

Um dos primeiros trabalhos a relacionar o tabagismo com a falha de implantes. No apresenta o nmero em cada grupo

De Bruyn e Collaert 26


1019 458

(2307) (1113)

97,10% 94,50%

Autores relatam um maior nmero de falhas de implantes na maxila.

Keller et al 27


20 08

(73) (32)

94,50% 78,10%

Todos os implantes foram colocados em seios maxilares e regies antrais enxertadas.

Jones et al 28


44 19

(217) (126)

97,70% 90,47%

Foram utilizados implantes plasma spray de titnio (TPS) e TPS + hidroxiapatita

Wallace 29


39 17

(115) (72)

93,10% 83,40%

Encontrado um maior nmero de falhas nos implantes curtos

Geurs et al 30


100 Total

(267) (62)

95,30% 88,70%

Implantes colocados em maxilas aps cirurgias de levantamento de seio maxilar

Vehemente et al 31


620 57

(620) (57)

92,91% 73,47%

Seguimento de 5 anos, Implantes Bicon . Foi randomizado um implante

por paciente.

Schwartz-Arad et al32


172 89

(579) (380)

98,44% 96,00%

Os tabagistas foram divididos por quantidade de cigarro/dia e por anos de hbito

De Luca et al 33


285 104

(1045) (494)

86,67% 76,92%

Nmero de falhas aumenta proporcionalmente ao nmero de cigarros/dia

Sanchez-Perez et al 34


26 40

(70) (95)

98,60% 84,20%

Os tabagistas foram divididos em grupos pelo nmero de cigarro/dia. Tabagistas pesados 31% de perdas

Sverzut e al 3


574 76

(1431) (197)

97,19% 96,80%

Diferena encontrada no foi significativa estatisticamente

Koldsland et al 35


50 59

(130) (242)

98,00% 84,70%

Forte relao tambm entre a perda de implantes e histria de periodontite

Cavalcanti et al 36


1019 458

(3882) (1961)

97,10% 94,50%

Taxa de sucesso aos 5 anos de seguimento.

Rodrigues-Arguetta et al 37


182 113

(644) (389)

97,20% 96,40%

O trabalho analisou alm da perda de implantes, as complicaes apresentadas.

Vervaeke et al 38


235 60

(849) (244)

96,80% 87,80%

Os implantes utilizados eram de superfcie modificada (fluoreto)

Lin et al39


47 28

(94) (62)

84,60% 78,10%

Os implantes foram colocados imediatamente aps levantamento de seio maxilar

Os trabalhos apresentados acima apresentam uma diversidade de metodologias, mas nos servem como premissa de que pacientes fumantes apresentam

1.3 Componentes do cigarro e seus efeitos sobre o organismo

O processo de reparao de uma ferida pode ser definido como uma

organismo para restaurar a continuidade e funo de um rgo ou tecido d

A variedade de complicaes na cicatrizao associadas ao cigarro, suge

pode ter um impacto em diferentes nveis. No entanto o impacto patofisi

tabaco sobre a cicatrizao permanece no totalmente esclarecido (SO

2012).

O Tabaco possui aproximadamente 4000 diferentes gases e su

divididas em fase Gasosa e particulada, incluindo: nitrognio, monxido d

dixido de carbono, amnia, cianeto de hidrognio, benzeno, nicotina, n

anatabine e anabasine entre outras (LIRA e SCHWARTZ-ARAD, 2005).

O Tabaco tem um efeito marcante na resposta inflamatria, a

nmero, a resposta quimiottica, a funo migratria, a liberao de

proteolticas e os mecanismos bactericidas dos neutrfilos. Ocorre uma n

uma linfopenia, similar ao encontrado em outros estudos em pacientes sub

estresse (NOBLE e PENNY, 1975).

Eichel e Shahrik (1969) observaram que o tabaco afeta diretamente

dos leuccitos. Eles notaram uma total inibio dos leuccitos expost

gasosa de um cigarro, e atriburam este efeito especialmente a acrolina e a

Eles tambm notaram, pelo menos, uma reduo de 50% no metabolismo

aerbico e na gliclise anaerbica.

O Tabaco aumenta a formao de trombos, e diminui a infiltrao

inflamatrias. Altera a funo celular inflamatria levando a uma degrada

devida a excessiva liberao de proteases concomitante a uma reduo d

destas. Todas estas alteraes juntas diminuem a defesa do organism

infeces (EICHEL e SHAHRIK, 1969).

A nicotina, um dos principais componentes do cigarro, a mais cito

mais vasoativa constituinte da fase particulada do tabaco, tem marcante e

o sistema cardiovascular e a principal responsvel pelo desenvolv

dependncia (ZEVIN et al., 1998; SALDANHA et al., 2004).

30

A Nicotina estimula a atividade dos nervos simpticos, atravs da ligao com

os receptores colinrgicos nicotnicos, que so encontrados no crebro, gnglios

autonmicos e na juno neuromuscular.

A ligao a estes receptores ativa a liberao de neurotransmissores como,

acetilcolina, noradrenalina, dopamina, serotonina, beta-endorfina, glutamato e

outros. A nicotina tambm facilita a liberao de hormnio do crescimento e ACTH

(hormnio adrenocorticotrfico) (ZEVIN et al., 1998).

A liberao de epinefrina causa vasoconstrio perifrica, diminui a perfuso

tecidual e aumenta a viscosidade do sangue, visto que causa uma diminuio da

fibrinlise e um aumento da adeso plaquetria, o que diminui o fluxo de oxignio

para o local de aposio peri-implantar.

O monxido de carbono, outro dos principais constituintes do tabaco, se liga

fortemente hemoglobina, formando um complexo carboxiemoglobina, A afinidade

do monxido de carbono pela hemoglobina 200 vezes maior que a do oxignio,

consequentemente o monxido de carbono inibe a ligao oxignio-hemoglobina,

diminuindo a capacidade de transporte de oxignio pelo sangue, com consequente

reduo tambm da quantidade de oxignio que chega aos tecidos perifricos

(SILVESTEIN, 1992; GUO e DIPIETRO, 2010).

Os mecanismos pelos quais o cigarro contribui com os eventos vasculares,

incluem induo de um estado de hipercoagubilidade, aumento do esforo do

miocrdio, reduo da capacidade sangunea de transportar oxignio devido ao

monxido de carbono, vasoconstrio coronria e perifrica e liberao de

catecolaminas (ZEVIN et al., 1998).

A nicotina suprime a proliferao de osteoblastos e inibe a expresso de

alguns mediadores osteognicos e angiognicos em modelos experimentais in vitro

(YUHARA et al., 1999; MA et al., 2011). Estes efeitos inibitrios da nicotina na

atividade dos osteoblastos podem refletir em certo grau, em um efeito prejudicial do

uso do tabaco na taxa de sucesso dos implantes osseointegrados (MA et al., 2011).

Sialoproteinas sseas (BSP Bone Sialoprotein), que atual na mineralizao

ssea precoce so diminudas quando o tecido exposto a nicotina. A diminuio da

densidade ssea tambm contribui para o aumento da taxa de insucessos nos

implantes osseointegrados (NAKAYAMA ET AL., 2009).

31

. A fumaa concentrada do cigarro diminui a proliferao dos fibroblastos e

citotxico para fibroblastos gengivais humanos. In Vitro a profilerao celular diminui

em 50% quando a concentrao de fumaa superior a 200g/ml (ZHANG et al.,

2009). Segundo os mesmos autores, cada cigarro rende 26,1mg de fumaa

condensada. Considerando de meio a um pacote de cigarros por dia (10-20 cigarros)

e uma media de produo salivar de 1 a 1,5 litros a exposio do tabagista varia de

174 522g/ml .

O condensado de fumaa do tabaco tambm altera a produo e a localizao

das metaloproteinases (MMPs) e dos inibidores teciduais das metaloproteinases

(TIMPs) (ZHANG et al., 2009).

A saliva de pacientes fumantes apresenta uma maior atividade da arginase. O

aumento da arginase diminui a produo de xido ntrico, consequentemente

aumentando a susceptibilidade a infeces (QUEIROZ et al., 2009).

Revises sistemticas consistentes (HEITZ-MAYFIELD, 2009; KLOKKEVOLD

e HAN, 2007) concluem que o tabagismo um fator que diminui a taxa de sucesso

dos implantes, e que apesar de no ser uma contraindicao absoluta, os pacientes

devem ser informados do maior risco de complicaes.

Visando diminuir os efeitos deletrios do tabagismo sobre a cicatrizao inicial

dos implantes, protocolos tm sido sugeridos de suspenso do hbito. Bain (1996)

demonstra que a suspenso do tabagismo uma semana antes da cirurgia de

implantao at oito semanas aps, reduz o nmero de perdas de implantes nos

tabagistas a valores comparveis aos no fumantes.

Sorensen et al. (2003) demonstrou em trabalho experimental em feridas

cutneas humanas, que 4 (quatro) semanas de abstinncia do fumo aps a cirurgia

reduziam o nmero de complicaes.

Uma reviso sistemtica sobre intervenes pr-operatrias e cessao do

hbito em fumantes concluiu que a suspenso do hbito tabagista reduz a

morbidade ps-operatria em cirurgias e que Perodos superiores a quatro semanas

antes da cirurgia tem impacto positivo sobre a cicatrizao porm salienta que o

tempo e tipo ideal de interveno permanece desconhecido (THORDIS et al., 2010).

32

2 PROPOSIO

O objetivo do presente trabalho foi avaliar o contato osso implante e densidade

ssea dentro e fora da rea de espiras de micro-implantes de superfcie tratada por

jateamento e ataque cido em pacientes fumantes apos dois meses de cicatrizao.

33

3 ARTIGO:

CIGARETTE SMOKING AFFECTS EARLY HUMAN PERI-IMPLANT

BONE HEALING

Jos Divino Bezerra Ferreira, Adriano Piattelli, Giovanna Iezzi, Ronaldo Iurovschi,

Magda Feres, Paulo G. Coelho, Jamil Awad Shibli

Department of Periodontology and Oral Implantology, Dental Research Division,

Guarulhos University, Guarulhos, SP, Brazil

Department of Oral Medicine and Pathology, University of Chieti-Pescara, Chieti,

Italy

Department of Biomimetics, School of Dental Medicine, New York University, NY,

USA.

Correspondence to:

Prof. Jamil Awad Shibli

Centro de Ps-Graduao e Pesquisa CEPE, Universidade Guarulhos

Praa Tereza Cristina, 229 Centro

07011-040 Guarulhos, SP - Brazil

e-mail: [email protected]

FAX: +55 11 24641758

Running title: Effect of smoking on early osseointegration

34

ABSTRACT

Objective: This study evaluated the effect of cigarette smoking on early bone-to-

implant contact (BIC%), the bone density in the threaded area (BA%) as well as the

bone density outside the threaded area (BD%) around micro-implants with

sandblasted acid etched surface retrieved from human jaws.

Material and Methods: A total of 22 subjects (mean age 55.444.5 years) were

divided in 2 groups: Smokers (n=11 subjects) and non-smokers (n=11 subjects).

Each subject received 1 micro-implant during conventional mandible or maxilla

implant surgery. After 8 weeks, the micro-implants and the surrounding tissue were

removed and prepared for histomorphometric analysis.

Results: Two micro-implants placed in smokers showed no osseointegration. Early

stages of maturation of the newly-formed bone were present, mainly in the non-

smokers. Marginal bone loss, gap and fibrous tissue were present around implants

retrieved from smokers. Histometric evaluation indicated that the mean BIC% ranged

between 25.979.02% and 40.0112.98% for smokers and non-smokers,

respectively (p0.05).

Conclusion: Cigarette smoking has a detrimental effect on early bone tissue

response around sandblasted acid etched implant surface topographies.

KeyWords: Dental implants; Implant Surface Topography / Osseointegration;

Smoking; Wound Healing; Human Histology.

35

INTRODUCTION

Smoking tobacco has been shown to be a risk factor for bone healing 3,4. The

detrimental effect of smoking and its components on bone-to-implant contact (BIC),

bone mineral density and bone healing has been evaluated in a several histologic

animal models5-7.

Cigarette smoking is composed of over 4,700 toxins that potentially undermine

the peri-implant bone healing process. Smoking delays the normal bone healing

process by a mechanism that inhibits proliferation of precursor cells essential to bone

healing8. Toxins such as nicotine, carbon monoxide, nitrosamines, benzenes,

aldehydes, and hydrogen cyanide have been shown to affect processes essential to

bone healing9. Nicotine is a potent vasoconstrictor that reduces not only blood flow

and nutrient delivery to the surgical implant site but also inhibits proliferation of

fibroblasts, red blood cells and macrophages10. Carbon monoxide decreases the

oxygen carrying capacity of red blood cells while hydrogen cyanide leads to hypoxia.

On the other hand, peri-implant bone healing might also be affected by the

different dental implant surface topographies.. This complex process involves a

cascade of synthesis and activation of matrix proteins, growth factors, cytokines, and

angiogenic stimulators that coordinate the restoration of mechanical stability of bone

at the peri-implant interface.1,2 Each of these bone-healing processes is affected by

physicochemical interaction between the molecules and cells around peri-implant

area. The surface topography properties as well as the specific properties of

individual proteins, determine the organization of the adsorbed protein layer2.

This background triggered the search for implant-surface modifications using

techniques such as grit blasting, acid etching, anodic oxidation, nanotopographies

and laser preparation 17. The dental implant quality depends on the chemical,

physical, mechanical, and topographic properties of the surface. These different

properties interact and determine the activity of the cells close to the dental implant

surface. The sandblasted acid-etched surface is obtained by treating the

commercially pure titanium dental implant with a spray of air and abrasive material

(aluminum oxide or titanium oxide) for a certain period of time and under controlled

36

pressure. Next, this modified surface is pickled with acid solutions under different

temperatures and periods of time to remove any residue and to condition the blasted

surface. In addition, the properties of this surface influence cell migration and

proliferation, resulting in better BIC% 16,17,19.

Few studies and case reports have been published evaluating the peri-implant

bone response in smokers 20,Therefore, the quality of the bone-implant interface

around sandblasted acid-etched surfaces after a short period of healing on smokers

is still to be determined. The purpose of the present prospective study was to

evaluate the impact of smoking on human bone apposition around sandblasted acid-

etched surfaces after an unloaded healing period of 2 months.

MATERIAL AND METHODS

Selection of Subjects

Twenty-two partially or totally edentulous subjects (13 women; 9 men), with a

mean age of 55.444.5 years, referred for oral rehabilitation with dental implants

were included in this study (Table 1). The patients were divided into 2 groups:

smokers (n=11 patients) and non-smokers (n=11 patients). Exclusion criteria

included pregnancy, nursing and any systemic condition that could affect bone

healing.

Calculation of the sample size was based on previous study 20, where a sample

of at least 10 subjects was considered desirable. The Ethics Committee for Human

Clinical Trials at Guarulhos University approved the study protocol (#201/03), which

was explained to each subject, and all the patients signed Informed Consent.

Smoking

At baseline recruitment, patients were provided with a questionnaire to report

their smoking history. They were asked to furnish information on smoking status

(current, past and never), frequency of smoking (number of cigarettes per day or

week or a month), and number of years they smoked. Using the aforementioned

37

information, the patients were categorized into smokers (>10 cigarettes a day for at

least 5 years) and non-smokers 20. The non-smoking group includes only those who

never smoked to avoid bias in the present study design.

Micro-Implants and Implant Surface Topography

In this study, screw-shaped micro-implants with 2.5mm in diameter and 6.0 mm

long made of grade-4 titanium (Conexo Dental Implants, So Paulo, SP, Brazil)

were prepared by sandblasted acid-etched surface technology as previoulsy

described 21,22 (Figure 1). The acid etch process (HCl/HNO3) was controlled to create

a homogeneous implant surface topography. The experimental implants were blasted

with 25-100 m TiO2 particles. After sandblasting the dental implants were

ultrasonically cleaned with an alkaline solution, washed in distilled water and pickled

with a mixture of HNO3 and HF.

An optical laser profilometer (Mahr GmbH, Brauweg 38 Gottingen, Germany)

measured the micro-implant surface topography. The preparation process provides

an implant surface with a surface roughness with the mean and standard deviation of

the absolute values of all profile points (Ra), the root-mean-square of the values of all

points (Rq) and the average value of the absolute heights of the five highest peaks

and the depths of the five deepest valleys (Rz) of 0.87+0.14, 1.12+0.18 and

5.14+0.69m, respectively.

Experimental design

Twenty-two screw-shaped micro-implants were used in this study. Each subject

received one micro-implant, inserted in the posterior region of the mandible or of the

maxilla, always distal to the last conventional implant placed.

Surgical procedures

The conventional dental implants were placed under aseptic conditions, after a

crestal incision and the elevation of mucoperiosteal flaps. The surgical sites were

prepared either with 1.8mm diameter twist drill, in the maxilla, or, a 2.0mm twist drill

38

in the mandible. Afterwards, the micro-implants were inserted with a screwdriver. If

the micro-implant presented low primary stability, a second surgical site was

prepared. Drilling procedures and micro-implant placements were made under

profuse irrigation with sterile saline. The flaps were sutured with single interrupted

sutures, submerging the micro-implants. 300 mg of clindamicyn was given three

times a day for a week, in order to avoid post-surgical infection. 50 mg of potassic

diclofenac was administered for pain control, 3 times a day for 5 days. Sutures were

removed after 10 days. For postoperative dental biofilm control, subjects were

prescribed 0.12% chlorhexidine rinses twice a day during 14 days.

After healing period of 2 months, the micro-implants and the surrounding

tissues were retrieved with a 4.0mm wide trephine bur, and the specimens were fixed

by immediate immersion in 4% neutral formalin.

Processing of specimens and histometric analysis

The biopsies were processed to obtain thin ground sections (Precise 1

Automated System, Assing, Rome, Italy) as previously described.23 .The specimens

were dehydrated in an ascending series of alcohol rinses and embedded in a glycol

methacrylate resin (Technovit 7200 VLC, Kulzer, Wehrheim, Germany). After

polymerization the specimens were sectioned longitudinally along the major axis of

the implant with a high-precision diamond disk at about 150m and ground down to

about 30m. One to two slides were obtained for each implant. The slides were

stained with basic fuchsin and toluidine blue. BIC% was measured around all implant

surfaces. The bone density in the threaded area (BA%) was defined as the fraction of

mineralized bone tissue within the threaded area. All threads were measured. Bone

density (BD%) in a 200m-wide zone lateral to the implant surface was measured

bilaterally. These evaluations were performed using a light microscope connected to

a high-resolution video camera and interfaced to a monitor and personal computer.

This optical system was associated with a digitizing pad and a histometry software

package with image-capture functionalities (Image-Pro Plus 4.5, Media Cybernetics

Inc., Immagini & Computer Snc, Milan, Italy). The Mean and standard deviation of

histometric variables were calculated for each micro-implant, then for each group.

Data were first examined for normality by the Kolmogorov-Smirnov test (data not

39

shown); as the data did not achieve normality, analysis was performed using non-

parametric method. Mann-Whitney U test was used to compare the differences

between groups (smoker and non-smoker). The significance test was 2-tailed and

conducted at a 0.05 level of significance.

RESULTS

Clinical observations

Twenty micro-implants were clinically stable at the time of retrieval. The micro-

implants were almost all placed in the posterior maxilla24 (13 in total) being 7 and 6 in

smokers and non-smokers, respectively. The remaining micro-implants were placed

in the posterior mandible. Only 2 micro-implants placed in the posterior maxilla of

smokers (one female and one male) showed no osseointegration. These implants

were not included in the authors evaluation of the present study.

Histometric Results

The ground sections of both groups are presented in Figures 2 to 4. Tables 2 to

4 present the histometric variables. BIC% and BA% were significantly lower in

smokers (p0.05).

Tables 3 and 4 show the mean histometric values for the implants placed in the

maxilla and mandible, respectively. Smokers showed lower mean percentages for all

histometric parameters. The mean BIC% value for the non-smokers (32.97%+8.98%)

in the maxilla was higher (p=0.03) when compared with the values observed for the

smokers (19.02%4.38%). There was significant difference shown between the

BIC% values for micro-implants inserted in the mandible in both groups (p=0.02).

The smoking influenced the bone density in the thread area (BA%) for micro-

40

implants retrieved from both the maxilla and mandible. The non-smokers presented

higher mean BA% values than those obtained for the smokers. However, the mean

BA% values for the maxilla and mandible did not differ significantly (p>0.05) for the

groups (Tables 3 and 4).

In addition, when intra-group analysis was performed according to the micro-

implant position in the jaw (maxilla or mandible) the histometric data showed that

both surfaces presented higher mean histometric values in the mandible (p>0.05)

(data not shown).

DISCUSSION

This present investigation demonstrated that smoking had detrimental effects

on early peri-implant bone healing around sandblasted etched-acid implant surface

topography suggesting a clear tendency toward slower wound repair. These results

confirmed previous animal and human studies that had shown that smoking

interferes negatively either with bone to implant contact (BIC) or guided bone

regeneration16-20.

The lower mean values of BIC around the micro-implants retrieved from

smokers was the result of the interaction between cigarette smoking and host

response. The peri-implant bone apposition process is a coordinated process

involving various biological factors.1 Indeed, many growth factors, expressed during

skeletal development and induced in response to injury are believed to regulate bone

tissue repair.25. Some of these molecules are also involved in angiogenesis26. The

involvement of vascular growth factors in bone tissue formation is also suggested by

its interaction with humoral factors that regulate bone homeostasis27 and by its role,

not only in bone angiogenesis but also in different aspects of bone development,

including chondrocyte differentiation, and osteoblast and osteoclast recruitment.25

Bone formation is closely linked to blood vessel invasion and therefore, angiogenesis

plays a pivotal role in all regenerative processes.1,24,27. On the other hand cigarette

smoking influences angiogenesis28, several aspects of leukocyte development and

function as well as host cytokine levels29 that could, in part, explain the worst results

observed for all histometric variables in the present study.

41

Furthermore, it has been known that smoking not only reduces the rate of bone

formation30 but also increase the rate of bone destruction in post-menopausal

women.31,32 Imbalances between osteoclasts and osteoblasts can arise from several

factors such as hormonal changes, enhanced production of inflammatory cytokines,

and growth factors that may result in decreased bone mass or increased bone mass.

Earlier investigations33 have shown that bone turnover is controlled by the interaction

of the receptor activator of the NF-kB ligand (RANKL) and osteoprotegerin (OPG).

RANK, RANKL and OPG are important in coordinating osteoclastogenesis and

thereby alveolar bone resorption. In a similar manner, cigarette smoking and its

components seem to suppress OPG levels and might contribute towards the

decreased peri-implant bone formation, in agreement with the results of the present

inevstigation and aforementioned animal5-7,23 and human 20 studies. However, the

precise mechanisms by which smoking exerts its deleterious effects on bone healing

remain unclear.

Long-term investigations have documented the high predictability of dental

implants to restore partially and fully edentulous patients 34,35. However, the survival

data of dental implants placed in posterior maxilla were inferior to those placed in the

anterior mandible where the bone density is frequently higher. In addition to

influencing wound healing, cigarette smoking has also been implicated in decreasing

bone density36,37. Therefore, smoking may also indirectly decrease implant success

rates by giving rise to poor-quality bone, agreeing with the data of the present study,

in which 3 implants placed in the posterior maxilla of smokers showed lack of

osseointegration. Several authors35-37 have also demonstrated that smokers had a

significantly higher overall implant failure rate when compared with non-smokers.

Marginal bone loss has been a common feature among smokers3738. In some of the

histological slides in this study, was possible to observe early marginal bone loss with

presence of several bundles of connective tissue around implant surface.

The oxidized implant surface topography evaluated in this study presented higher

mean %BIC values in non-smokers (p=0.02, Table 2), as previously demonstrated by

earlier studies.12,14,18 Although a recent study39 has shown that the survival rate of

implants with oxidized surface were not affected by smoking, the data of the present

study suggest a slower bone healing process, at least under unloaded conditions.

42

Although these results focused on single aspect, i.e. histometric comparison

between smoker and non-smoker, and therefore the supposed mechanisms of

smoking side effects on the peri-implant bone healing might not be completely

discovered, an enhanced risk for peri-implant bone loss and implant loss could be

expected. Therefore, a regular and strict recall of smokers undergoing to implant

treatment is pretty need for early detection of implant complications.3, 40.However, it

must be pointed out that the oxidized surface evaluated in the aforementioned

study38 underwent a different surface topography preparation from that applied to the

implant surface in the present study.

Within the limits of this study, it can be assumed that a cigarette smoking may

influence bone healing around oxidized surfaces. However, this data should be

considered with caution, and further prospective, controlled and randomized studies

evaluating the clinical and radiographic long-term success of implant-supported

restorations must be conducted.

Acknowledgements

The authors appreciate the assistance of Profs. Roberto Ferrari, Susana dAvila and

Sauro Grassi from Oral Implantogy Clinic, Guarulhos University, during the surgical

stages. The authors are indebted to Conexo Implants, So Paulo, SP, Brazil, for

providing the micro-implants.

Disclaimer

The authors declare that they have no financial interest in any of the materials related

in this study

43

BIBLIOGRAPHIC REFERENCES

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