Caracterização de biocerâmica de fosfatos de cálcio microestruturada em diferentes composições em ovinos

Abstract

RESUMO: As biocerâmicas microporosas de fosfatos de cálcio e bifásicas de hidroxiapatita e fosfato tricálcico beta (HA/TCP-β) na forma de biomateriais granulados microporosos, são temas de pesquisas e se destacam como substitutos ósseos em aplicações biomédicas. As biocerâmicas bifásicas são biocompatíveis, bioativas, osteoindutoras e promovem a osteointegração, quando aplicados in vivo ou em meio simulado. Outro ponto diferencial dessas biocerâmicas está associado à capacidade de solubilidade que esses biomateriais apresentam quando aplicados em meio biológico, permitindo a liberação gradual de íons cálcio e fosfatos para o meio biológico, estes são absorvíeis e promovem a neoformação de um novo tecido ósseo. As biocerâmicas bifásicas de fosfatos de cálcio também se apresentam promissores em aplicações traumatológicas na reparação do tecido ósseo traumatizado e na liberação controlada de medicamentos, em tratamentos da estrutura óssea. O desempenho desses biomateriais como substitutos ósseos e na liberação controlada de medicamentos, estão associados, as suas características físicas, químicas, morfológicas e de superfície. O objetivo desse estudo foi realizar a caracterização morfológica, microestrutural dos biomateriais pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), física com difratometria de raios X (DRX) e método de Arthur para determinação da porosidade aberta. A densidade teórica dos biomateriais bifásicos foi determinada pelo método teórico das concentrações bifásicas. Por fim, se realizou avaliação do comportamento da neoformação óssea e osteointegração dos diferentes biomateriais de fosfatos de cálcio em testes in vivo em ovinos. Os testes in vivo foram realizados em tíbias de ovinos com tempo de implantação de 03 meses. Os biomateriais implantados foram hidroxiapatita (HA), fosfato tricálcico-β (TCP-β) e composições bifásicas HA/TCP-β nas proporções: 80/20, 20/80, 70/30 e 30/70. Foram utilizadas 08 ovelhas mestiças Texel, com 12 meses de idade e peso médio de 30 kg (±5 kg), nas quais foram produzidos três defeitos ósseos em cada tíbia, sendo que quatro desses defeitos foram preenchidos por biomateriais, e dois por fragmentos ósseos (autoenxerto), grupo controle. Os animais foram eutanasiados aos 03 meses após a implantação dos biomateriais. Após a eutanásia, foram coletadas as tíbias para avaliação com o uso da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados encontrados mostram que os biomateriais granulados microporosos são formados por uma morfologia irregular com tamanho de grânulos entre 200 μm e 500μm, outra constatação foi microestrutura microporosa interconectada dos biomateriais. O resultado obtido da porosidade aberta mostrou que os biomateriais apresentam porosidade superior a 68%. A densidade teórica se apresentou semelhante entre os biomateriais granulados de fosfatos de cálcio e sugerem boa capacidade de neoformação óssea para todos os biomateriais, sendo que o bifásico 20/80 apresentou absorção do biomaterial e neoformação óssea mais rápida quando comparada com os outros biomateriais avaliados neste estudo.

Evaluation of Osseointegration and Bone Healing Using Pure-Phase β - TCP Ceramic Implant in Bone Critical Defects. A Systematic Review

“…Regarding the countries where the experimental works were carried out, two were in Japan ( 2 , 13 ), two in Brazil ( 3 , 12 ), one in Turkey ( 9 ), one in Israel ( 7 ), and one in Germany ( 8 ). The case report was carried out in the USA ( 10 ).…”

“…The association of biomaterials could even be noticed in some articles of this review, which despite presenting results with the use of pure β - TCP as a control, also brought us results from other types of biomaterials not mentioned here, or even comparisons between them. However, those who used pure-phase ceramic were only included in this review due to the keywords selected and relation to β - TCP and the results mentioned about it, which could be used independently in the context of the article ( 2 – 4 , 6 , 8 , 11 , 12 ).…”

“…This fact shows us that even if some of the researchers carry out studies using new types and associations of biomaterials to promote bone growth and bone differentiation throughout the implants micropores, there are still authors doing research using pure-phase β - TCP ceramic to assess osseoconduction and osseointegration. This may show that despite this ceramic has been already extensively studied, maybe there is still a lack of information and characteristics about it that could be learnt from continuing research about this topic ( 2 , 3 , 7 – 9 , 12 , 13 ).…”

“…CaP bioceramics in the form of granules or microporous blocks stand out in the researches as biomaterials for defect repair and bone tissue reconstruction, as mentioned by different authors, who observed bone neoformation when these biomaterials were applied in vivo ( 12 ).…”

“…Microporous CaP bioceramics are manufactured with architecture similar to structure of bone tissue, formed by fine grains, with interconnected microporosity, which helps in the mechanism of cell adhesion and proliferation through osseoconduction, osseointegration, and formation of new bone ( 12 , 13 ).…”