anÁlise morfolÓgica de membranas reabsorvÍveis em...
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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Departamento de Odontologia
ANÁLISE MORFOLÓGICA DE MEMBRANAS REABSORVÍVEIS EM
MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA
ALESSANDRO GOMIDES VEIGA MARTINS
Belo Horizonte 2010
Alessandro Gomides Veiga Martins
ANÁLISE MORFOLÓGICA DE MEMBRANAS REABSORVÍVEIS EM
MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA
Dissertação apresentada ao Programa de em Odontologia da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Odontologia, área de concentração em Implantodontia. Orientador: Prof. Dr. Paulo Eduardo Alencar de Souza Co-orientador: Prof. Dr. Elton Gonçalves Zenóbio
Belo Horizonte 2010
FICHA CATALOGRÁFICA Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Martins, Alessandro Gomides Veiga M379a Análise morfológica de membranas reabsorvíveis em microscópio eletrônico de
varredura. / Alessandro Gomides Veiga Martins. Belo Horizonte, 2010. 47f.: il. Orientador: Paulo Eduardo Alencar de Souza Co-Orientador: Elton Gonçalves Zenóbio Dissertação (Mestrado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.
Programa de Pós-Graduação em Odontologia. 1. Ossos - Regeneração. 2. Regeneração tecidual guiada. I. Souza,
PauloEduardo Alencar de. II. Zenóbio, Elton Gonçalves. III. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Odontologia. IV.Título.
CDU: 616.314-089
FOLHA DE APROVAÇÃO
DEDICATÓRIA
Aos meus pais, pela contribuição e compreensão e
À Jaqueline, Dudu, João, Luís e Davi
Pelo futuro da nossa família.
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao meu orientador Prof. Paulo Eduardo Alencar de Souza pela sua extrema
competência e capacidade de orientar seus alunos e grande conhecimento demonstrado durante
todo o curso; e ao meu co-orientador Élton Gonçalves Zenóbio por sua disponibilidade.
Aos meus professores, que exigiram estudo, além de transmitir conhecimentos fazendo
com que o resultado do aprendizado seja maior.
Aos meus pacientes do consultório e do curso pela confiança depositada em meu
trabalho.
Aos meus colegas de curso, com quem aprendi muito com a soma das diferentes
experiências.
Aos Profs. Martinho Campolina e José Eustáquio pela grande colaboração
Ao Sammy pela sua competência e ajuda na análise das membranas.
Às atendentes da PUC Minas pela competência e compreensão com os alunos.
À funcionária Reni, do Laboratório de Patologia Bucal da PUC Minas.
Às secretárias Ana Paula, Angélica e Silvania pela ajuda durante todo o curso.
Aos alunos de iniciação científica Guilherme Campos, Marco Antônio Xambre e
Polyana Cardoso pela grande dedicação e capacidade.
Ao Rotary Club Ponte Nova.
À Nayra e Solange que ajudaram muito na minha ausência.
Ao Dr. Gustavo Gomes pelo incentivo e ao Dr. José Carlos Mucci pela confiança.
Ao Alexandre pela amizade e pelos sobrinhos.
Ao Rodrigo Gomides pela organização e companheirismo.
Aos meus avós e tios que sempre contribuíram de alguma forma.
Á Irlaine pela paciência e ajuda que o curso exige de uma namorada e pela qualidade do
seu profissionalismo.
RESUMO
Materiais compostos por colágeno têm sido utilizados em medicina e odontologia devido a
suas características de biocompatibilidade e capacidade de promover reparo tecidual. Para
procedimentos de regeneração tecidual ou óssea guiada, membranas de colágeno têm se
mostrado comparáveis às membranas não reabsorvíveis quanto a redução da profundidade de
sondagem, ganho de inserção clínica e preenchimento ósseo. Além disso, membranas de
colágeno são reabsorvíveis, o que elimina a necessidade de um segundo procedimento
cirúrgico, o que é necessário quando se usa membranas não-reabsorvíveis. Segundo alguns
autores, a composição e a morfologia das superfícies interna e externa são importantes para
prevenir a migração de tecido epitelial e conjuntivo e permitir a instalação de células
osteogênicas para o crescimento ósseo. O objetivo desse estudo foi analisar morfologicamente
as superfícies de três tipos de membranas de colágeno reabsorvíveis disponíveis
comercialmente. Para isso, amostras das membranas Bio-Gide®, OsseoGuard™ e Surgidry
Dental F foram metalizadas e analisadas em microscópio eletrônico de varredura. Nossos
resultados mostraram que as membranas apresentam arquitetura superficial e composição
química distintas. Em conclusão, este estudo mostrou que os diferentes tipos de membranas
de colágeno reabsorvíveis apresentam distintas morfologias e composições químicas, o que
pode significar diferenças em suas capacidades osteopromotoras e de manutenção de barreira
física em procedimentos de regeneração tecidual guiada.
Palavras-chave: Membranas reabsorvíveis. MEV. Regeneração óssea.
ABSTRACT
Collagen materials have been utilized in medicine and dentistry because of their proven
biocompatibility and capability of promoting wound healing. For guided tissue or bone
regeneration procedures, collagen membranes have been shown to be comparable to non-
absorbable membranes with regard to probing depth reduction, clinical attachment gain, and
percent of bone fill. In addition, collagen membranes are resorbable which eliminates the need
for a second surgical procedure that is normally required to remove a non-resorbable
membrane. According to studies, the composition and surface morphology are important to
prevent epithelial and connective cells migration into the wound site and allow the ingrowth
of the bone forming cells. The aim of this study was evaluate the surface morphology of three
available resorbable collagen membranes (Bio-Gide®, OsseoGuard™ e Surgidry Dental F) by
scanning electron microscopy. Our results showed considerable difference between
membrane architecture and chemical composition. In conclusion, this study showed that
distinct collagen resorbable membranes exhibit different surface morphologies which could
affect their osteopromotive capacity and stability during guided tissue regeneration
procedures.
Key-words: Biodegradable membrane. SEM. Bone regeneration.
LISTA DE ARTIGOS
Esta dissertação gerou a seguinte proposta de artigo:
1- Análise morfológica de membranas reabsorvíveis de colágeno em microscópio eletrônico
de varredura .......................................................................................................................... 22
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO GERAL............................................................................... 09
2 OBJETIVO GERAL...................................................................................... 17
REFERÊNCIAS GERAIS..................................................................................... 18
APÊNDICE – ARTIGO........................................................................................ 22
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INTRODUÇÃO GERAL
No final da década de 70, Kivirikko & Myllylä (1979) relataram a existência de mais
de 20 tipos de colágeno no organismo, sendo a proteína mais abundante do nosso corpo e
formadora das fibras colágenas. A molécula de colágeno possui uma composição de
aminoácidos não muito comum, formada por um grande número de glicinas e prolinas, assim
como por mais dois aminoácidos que são modificados após serem colocados pelos
ribossomos: a hidroxiprolina e a hidroxilisina. Esses dois últimos são derivados
respectivamente da prolina e da lisina através de processos enzimáticos dependentes de
vitamina C. Considerado o mais importante componente protéico estrutural do corpo humano
(CHVAPIL, 1977), o colágeno é um essencial constituinte do periodonto, na manutenção da
união orgânica entre tecido ósseo alveolar e o dente, também apresentando um importante
papel no processo regenerativo, pois sua interação com os fibroblastos e com os componentes
da matriz extracelular faz orientar o sistema de fibras na formação do ligamento periodontal
(LP) (AUKHIL; FERNYHOUGH, 1986).
O colágeno apresenta alta resistência elástica, pouca extensibilidade, fibroorientação,
controle da adição e liberação de outras substâncias, baixa antigenicidade, e capacidade de
estimular a coagulação sanguínea (DOILLON et al.,1986; HYDER et al., 1992).
O LP apresenta o colágeno tipo I como componente predominante, o que permite que
o colágeno exógeno seja biocompatível com os tecidos periodontais (LP e gengiva), sendo
incorporado à estrutura dos mesmos. As membranas de colágeno possuem a capacidade de
inibir o crescimento e a migração dos tecidos epitelial e conjuntivo, permitindo a formação de
uma nova inserção na superfície radicular previamente exposta. Essas membranas mantêm a
estabilidade do coágulo durante o processo de reparo, promovem a migração celular seletiva
(PITARU et al., 1988; BUNYARATAVEJ e WANG, 2001; WANG e SHAMMARI, 2002), a
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quimiotaxia dos fibroblastos gengivais e das células do LP e a hemostasia da ferida (IAFFE,
EHRLICH e SHOSHAN, 1984). Sendo o colágeno um agente hemostático natural, essas
membranas possuem a habilidade de promover agregação plaquetária, facilitando o início do
processo de reparo e a maturação da ferida (ZAHEDI, BOZON e BRUNEL, 1998).
Apresentam também baixa imunogenicidade, capacidade para aumentar a espessura dos
tecidos (PITARU, 1988; WANG et al., 1994), fácil manipulação, além de não levarem à
formação de quelóide nos procedimentos regenerativos com membrana de colágeno (WANG
e SHAMMARI, 2002).
A maioria das membranas de colágeno disponíveis comercialmente é proveniente do
colágeno tipo I, mas existem membranas formadas por colágeno tipo I e tipo III
(BUNYARATAVEJ e WANG, 2001). A origem do colágeno pode ser proveniente de
diferentes espécies (bovina, suína e ratos) e sítios anatômicos (pericárdio, dura mater, fáscia
do temporal, derme, tendão, dentre outros) (PITARU et al., 1988; BUNYARATAVEJ e
WANG, 2001).
Atualmente, a utilização de membranas de colágeno bilaminadas diminuiu a exposição
dessas ao meio bucal, resultando em uma melhora na condição dos tecidos neoformados.
Notou-se também que essa propriedade proporcionou maior espessura e resistência a elas,
possibilitando a formação de um espaço para proteção do coágulo (ROMAGNA-GENON,
2001). Os poros internos da membrana permitem a proliferação celular, devendo, portanto,
ficar voltados para a superfície radicular. A camada externa densa age como barreira ao
permanecer em contato com a face interna do retalho periodontal (O’BRIEN et al., 1995).
O grau de reabsorção rápida do colágeno tem sido uma preocupação constante para os
pesquisadores. Iglhaut et al. (1988) reportaram que, durante os procedimentos de regeneração
periodontal guiada (RPG), as migrações das células ósseas e das células do ligamento
periodontal alcançam seus picos entre 2 a 7 dias após a cirurgia e que um decréscimo dos
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níveis normais da atividade mitótica acontece ao término da terceira semana. As células
envolvidas com o processo de regeneração atingem os sítios da ferida periodontal entre 3 a 4
semanas, período em que a membrana de colágeno deve manter sua integridade para permitir
o repovoamento celular seletivo.
Com o objetivo de prolongar o tempo de absorção das membranas, várias técnicas de
ligação cruzada foram desenvolvidas. Entre essas, a utilização da luz ultravioleta, do
hexametilenodisocianato (HMDIC), do glutaraldeído e do ácido difenilfosforilizado (DDPA)
(BUNYARATAVEJ e WANG, 2001).
Em Odontologia, os profissionais encontram dificuldades na execução do tratamento
de seus pacientes em razão da qualidade e quantidade insuficientes de tecido ósseo. Cada vez
mais pacientes procuram os implantes osseointegrados como forma de reabilitar ausências
dentárias. Contudo, um número considerável destes pacientes necessita de reconstruções
ósseas para viabilizar o sucesso estético-funcional dos implantes. Nestes casos, podem-se
utilizar técnicas de regeneração óssea guiada (ROG) (SEIBERT e NYMAN, 1994;
BARCELOS et al. 2008). A ROG também está indicada para regeneração óssea em alvéolos
frescos, para formar osso ao redor dos implantes imediatos e para correção de perdas ósseas
que ocorreram durante ou depois da osseointegração dos implantes (SEIBERT e NYMAN,
1994; DAHLIN et al., 1989; MOSES et al., 2005).
A ROG obedece ao mesmo princípio biológico da técnica de regeneração tecidual
guiada (RTG), que consiste na utilização de barreiras físicas para evitar que os tecidos
periodontais, incapazes de promover regeneração, entrem em contato com a superfície
radicular durante o processo de cura (GOTTLOW et al., 1984). O objetivo principal da
regeneração óssea guiada é direcionar a neoformação óssea, evitando que células do tecido
conjuntivo proliferem rapidamente, ocupando o espaço destinado ao preenchimento ósseo
(BUSER et al., 1990; NEVINS, 1992; ASLAN, SIMSEK e DAYI, 2004) .
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Os materiais utilizados como barreira (membrana) devem ser biocompatíveis, a fim de
não produzir respostas imunogênicas. Devem também permitir a passagem de nutrientes e
gases e ter adequada integração tecidual. As características estruturais devem fazer com que
impeçam a proliferação apical de células indesejáveis (células epiteliais e do tecido
conjuntivo gengival) para a área a ser regenerada, além de permitir a criação e manutenção de
um espaço destinado ao coágulo, que posteriormente será ocupado por células do ligamento
periodontal e do osso alveolar. É importante também que as membranas sejam fáceis de
manipular e adaptar sobre o defeito a ser regenerado (CAFFESSE et al., 1997).
Membranas reabsorvíveis e não-reabsorvíveis podem ser utilizadas nos procedimentos
de ROG (NOVAES e SOUZA, 2001; GRIFFIN, CHEUNG e HIRAYAMA, 2004). No
entanto, o emprego de membranas não-reabsorvíveis requer a realização de um segundo
procedimento cirúrgico a fim de removê-la, o que gera desconforto ao paciente e risco de
perturbar os tecidos neoformados sob a barreira (LINDHE, BERGLUNDH e ARAUJO, 1995;
BARROS et al., 2005). Matchei (2001) relatou que as membranas reabsorvíveis apresentam a
vantagem de eliminar a fase cirúrgica de remoção; entretanto, uma vez expostas e infectadas,
são difíceis de serem removidas. Segundo alguns autores, o uso de membranas reabsorvíveis
deve estar associado à utilização de substitutos ósseos ou materiais de preenchimento para
garantir a manutenção do espaço destinado à regeneração (JANOVIC et al., 2007;
TROMBELLI et al., 2008). Membranas reabsorvíveis podem ser constituídas de colágeno ou
de diferentes tipos de poliésteres, como o ácido polilático ou poliglicólico, ou ainda pela
combinação de ambos. A literatura revela não haver diferenças clínicas e histológicas
significantes entre tratamentos utilizando membranas reabsorvíveis e não-reabsorvíveis de
politetrafluoretileno expandido (e-PTFE), mesmo em longo prazo de acompanhamento
(CAFFESSE et al., 1994; CAFFESSE et al., 1997; PONTORIERO et al., 1999).
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Problemas associados ao período de cura, como exposição prematura da membrana na
cavidade oral e possível contaminação desta, poderão ocorrer com o emprego das membranas
reabsorvíveis e não-reabsorvíveis. A infecção da barreira poderá gerar complicações pós-
cirúrgicas graves como abscessos e dor, sendo necessária sua remoção (NEWMAN, 1993;
MATCHEI, 2001). Entretanto, alguns autores relataram que o uso adequado de antibióticos e
de agentes químicos locais para controle de placa até a remoção da barreira poderá ser
eficiente no controle da infecção, mesmo nos casos de barreiras não-reabsorvíveis
(TONETTI, PINI-PRATO e CORTELLINI, 1993; SIMONPIETRI et al., 2000).
Burns et al. (2000) relatam que as técnicas tradicionais de cirurgia plástica periodontal
para o tratamento de recessão gengival tem tipicamente usado enxertos de tecido mole para
obter a cobertura do defeito com grande sucesso clínico. Os clínicos que usam técnicas de
regeneração tecidual guiada (RTG), também estão desfrutando do sucesso significativo em
procedimentos de cirurgia plástica periodontal. Entretanto, a terapia de RTG utilizando
membranas bioabsorvíveis oferece as vantagens de evitar uma cirurgia de local dador e um
segundo procedimento cirúrgico para a remoção da barreira. Um novo tipo de membrana de
bicamada bioabsorvível de colágeno, que se adapta rapidamente às superfícies do osso e do
dente por formação de gel de fibras de colágeno e de sangue, pode ser estabilizada sem
necessidade de suturas antes do fechamento dos tecidos moles. Esta membrana bioabsorvível
tem demonstrado ser eficaz em procedimentos de regeneração óssea guiada e no tratamento
de defeitos periodontais (Burns et al., 2000).
Segundo o seu fabricante (Geistlich Pharma), Bio-Gide® é uma membrana de
colágeno puro obtido por processos padronizados e produção controlada. O colágeno é
extraído de suínos certificados e é cuidadosamente purificado para evitar reações antigênicas.
Bio-Gide® é esterilizada em dupla camada por radiação gama. A superfície porosa voltada
para o osso vai impedir o ingresso de tecido fibroso no defeito ósseo. A membrana é feita de
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colágeno tipo I e III, sem tratamento químico. Ainda segundo o fabricante, a baixa
antigenicidade e excelente biocompatibilidade favorecem o uso de Bio-Gide® em cirurgias
odontológicas. Estudos em ratos mostraram que o colágeno é reabsorvido em cavidades
ósseas em 24 semanas (ROTHAMEL et al., 2005). A membrana retém a sua integridade
estrutural, mesmo quando molhada e pode ser fixada por suturas ou pinos. As fibras de
colágeno incham e formam uma estrutura de tecido básico unificado. Como resultado, a
adaptação à parede óssea e o completo fechamento do defeito ósso é facilmente conseguido.
Reações inflamatórias são raras. As indicações são: aumento ósseo ao redor de implantes
imediatos e tardios; aumento de rebordo ósseo para posterior colocação de implantes;
reconstrução do rebordo alveolar para tratamento protético; preenchimento de defeitos ósseos
por ressecção radicular, retirada de cistos e dentes retidos; regeneração óssea guiada em
deiscências e regeneração tecidual guiada em defeitos periodontais. Devido à aderência ao
tecido ósseo e à elasticidade da Bio-Gide®, um material ósseo de preenchimento é necessário
para criar e manter o espaço para formação óssea (ZITZMANN et al., 1997). Em caso de
exposição da membrana durante a fase de cicatrização, o tempo de reabsorção pode ser
acelerado. Estabilidade absoluta da membrana é importante para regeneração óssea guiada e
uma condição vital para o sucesso terapêutico, e o menor movimento embaixo dos tecidos
deve ser evitado.
A OsseoGuard™, segundo o seu fabricante (Biomet 3i), é um material de colágeno
bioabsorvível para implante, desenvolvido para uso em defeitos periodontais e ósseos,
implantes dentários ou reconstrução da crista óssea alveolar, a fim de auxiliar na cicatrização
pós-cirúrgica. OsseoGuard™ é uma matriz membranosa branca, não-friável, construída a
partir de fibras de colágeno do tipo I altamente purificadas, derivadas de tendões de Aquiles
bovinos. O OsseoGuard™ possui uma morfologia de fibras compactas para obter maior
resistência mecânica. Estudos de permeação macromolecular mostraram que a membrana é
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permeável às macromoléculas. Ainda segundo o fabricante, sua porosidade retarda
eficazmente o crescimento epitelial descendente e evita a migração de células do tecido
conjuntivo gengival para o local da intervenção cirúrgica. As propriedades semipermeáveis da
membrana permitem a troca de nutrientes essenciais para a cicatrização do ferimento.
OsseoGuard™ é esterilizado com radiação gama e deve sobrepor ao menos 2 mm das laterais
do defeito, para permitir total contato ósseo e evitar invasão do tecido conjuntivo gengival por
baixo do material. A fixação da membrana pode ser indicada para evitar o deslocamento
devido à carga ou mobilização. A membrana pode ser suturada no local usando fios de sutura
reabsorvíveis e uma agulha de ponta romba. É possível também usar tachas reabsorvíveis para
fixar a membrana. O retalho mucoperióstico é suturado sobre a membrana de colágeno e o
ferimento deve ser fechado completamente para evitar reabsorção acelerada devido à
exposição da membrana.
Já a Surgidry Dental F, segundo seu fabricante (Technodry), é uma matriz orgânica de
colágeno tipo I polimerizado e purificado. O colágeno é uma proteína fibrosa relativamente
solúvel em água e constituída por cadeias de polipeptídios. A unidade essencial de colágeno
está constituída por três cadeias de polipeptídios entrelaçadas formando uma hélice tripla
constituindo uma unidade macro-molecular chamada tropocolágeno, que se agrupam entre si
formando fibrilas que se unem para formar fibras colágenas que, por sua vez se agrupam, em
conjuntos, para formar feixes. A tríplice hélice consiste em duas cadeias α-1 e uma cadeia α-2
cada uma com aproximadamente 1050 aminoácidos de comprimento. A estrutura helicoidal é
estritamente dependente do aminoácido glicina, presente em cada terceira posição e é
mantida, em parte, pelas ligações de hidrogênio entre as cadeias. Na parte terminal de cada
cadeia, seja nos radicais amino ou carboxílico, existem 15 a 20 aminoácidos, que não
participam da conformação da hélice central. Estes segmentos telopeptídeos não helicoidais
contem as maiores determinantes de diferenciação entre as espécies (porção antigênica). O
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processo utilizado pela TechnoDry é capaz de retirar as proteínas não colagênicas dos tecidos,
bem como extrair a porção antigênica das fibras colágenas, sem desconfigurar a estrutura
helicoidal tríplice, mantendo as características materiais das fibras colagênicas. As fibras
colagênicas resultantes do processo, uma vez mantendo suas características estruturais,
apresentam atividades inerentes às do colágeno natural, tanto do ponto de vista físico ou
mecânico. O filme de colágeno resultante do processo de manufatura é um produto altamente
purificado de comprovada biocompatibilidade, estéril e apirogênico. A Surgidry Dental pode
ser usada como barreira ou cobertura nos procedimentos cirúrgicos que necessitem do uso da
técnica de RTG. Em implantodontia, são vários os procedimentos, incluindo levantamento de
seio e cobrimento dos implantes dentários. Assim como outros produtos derivados de
colágeno, o Surgidry Dental não deve ser utilizado para fechamento de incisões cirúrgicas,
pois pode interferir na cicatrização por ação mecânica. Surgidry Dental deve ser hidratado em
solução fisiológica estéril por 5 a 10 minutos antes da sua aplicação, este procedimento
reconstituirá a membrana para seu estado natural e, segundo o fabricante, facilitará a
modelagem e aplicação da mesma.
Na literatura indexada ao PubMed não há trabalhos avaliando as membranas
OsseoGuard e Surgydry Dental. A escassez de trabalhos na literatura, avaliando a comparação
morfológica entre membranas reabsorvíveis, inclusive sua constituição química, estimula a
realização de novos trabalhos para que tenhamos um melhor resultado em nossos tratamentos
odontológicos no que diz respeito às regenerações óssea e periodontal.
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OBJETIVO GERAL
O objetivo desse estudo foi analisar e comparar morfologicamente as superfícies de
três diferentes membranas reabsorvíveis de colágeno Bio-Gide®, OsseoGuardTM e Surgidry
Dental F, através de microscopia eletrônica de varredura.
18
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21
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22
ARTIGO
Análise morfológica de membranas reabsorvíveis de colágeno em microscópio
eletrônico de varredura
Alessandro Gomides Veiga Martins
Élton Gonçalves Zenóbio
Paulo Eduardo Alencar de Souza
Mestrado em Implantodontia do Departamento de Odontologia da Pontifícia Universidade Católica
de Minas Gerais
RESUMO
Materiais compostos por colágeno têm sido utilizados em medicina e odontologia devido a
suas características de biocompatibilidade e capacidade de promover reparo tecidual. Para
procedimentos de regeneração tecidual ou óssea guiada, membranas de colágeno têm se
mostrado comparáveis às membranas não reabsorvíveis quanto a redução da profundidade de
sondagem, ganho de inserção clínica e preenchimento ósseo. Além disso, membranas de
colágeno são reabsorvíveis, o que elimina a necessidade de um segundo procedimento
cirúrgico, o que é necessário quando se usa membranas não-reabsorvíveis. Segundo alguns
autores, a composição e a morfologia das superfícies interna e externa são importantes para
prevenir a migração de tecido epitelial e conjuntivo e permitir a instalação de células
osteogênicas para o crescimento ósseo. O objetivo desse estudo foi analisar morfologicamente
as superfícies de três tipos de membranas de colágeno reabsorvíveis disponíveis
comercialmente. Para isso, amostras das membranas Bio-Gide®, OsseoGuard™ e Surgidry
Dental F foram metalizadas e analisadas em microscópio eletrônico de varredura. Nossos
resultados mostraram que as membranas apresentam arquitetura superficial e composição
química distintas. Em conclusão, este estudo mostrou que os diferentes tipos de membranas
de colágeno reabsorvíveis apresentam distintas morfologias e composições químicas, o que
pode significar diferenças em suas capacidades osteopromotoras e de manutenção de barreira
física em procedimentos de regeneração tecidual guiada.
Palavras-chave: membranas reabsorvíveis, MEV, regeneração óssea.
23
Morphometric analysis of absorbable membranes with scanning electron
microscopy
ABSTRACT
Collagen materials have been utilized in medicine and dentistry because of their proven
biocompatibility and capability of promoting wound healing. For guided tissue or bone
regeneration procedures, collagen membranes have been shown to be camparable to non-
absorbable membranes with regard to probing depth reduction, clinical attachment gain, and
percent of bone fill. In addition, collagen membranes are resorbable which eliminates the need
for a second surgical procedure that is normally required to remove a non-resorbable
membrane. According to studies, the composition and surface morphology are important to
prevent epithelial and connective cells migration into the wound site and allow the ingrowth
of the bone forming cells. The aim of this study was evaluate the surface morphology of three
available resorbable collagen membranes (Bio-Gide®, OsseoGuard™ e Surgidry Dental F) by
scanning electron microscopy. Our results showed considerable difference between
membrane architecture and chemical composition. In conclusion, this study showed that
distinct collagen resorbable membranes exhibit different surface morphologies which could
affect their osteopromotive capacity and stability during guided tissue regeneration
procedures.
Key-words: Biodegradable membrane, SEM, bone regeneration.
24
INTRODUÇÃO
Nos últimos 25 anos, várias técnicas de aumento do volume ósseo têm sido
desenvolvidas e propostas. Uma dessas técnicas é baseada no princípio de regeneração
óssea guiada utilizando membranas como barreiras. Essas barreiras de membranas foram
testadas no final dos anos 1950 e 1960 para a cicatrização de defeitos ósseos em aplicações
ortopédicas utilizando filtros Millipore1-2. Mais tarde, foram também utilizadas em cirurgia
oral para a reconstrução de defeitos ósseos nos maxilares3.
Na década de 50, foi observado que a presença de um coágulo sanguíneo é
necessária para a formação de novo osso4. Assim, em regeneração óssea guiada, uma
barreira de membrana impede o crescimento de fibroblastos e fornece um espaço para a
osteogênese dentro do coágulo5.
Barreiras de membranas são utilizadas para proteger o coágulo sanguíneo e evitar a
migração de células dos tecidos moles (epitélio e tecido conjuntivo) para dentro do tecido
ósseo, permitindo que as células osteogênicas sejam estabelecidas. As membranas são
produzidas a partir de materiais biocompatíveis reabsorvíveis ou não-rabsorvíveis. As
propriedades ideais de uma barreira de membrana são: (I) biocompatibilidade, (II)
manutenção do espaço, (III) ser oclusiva para prevenir a migração de células, (IV) ter boas
propriedades de manipulação e (V) ser reabsorvível6.
Barreiras de membranas podem ser usadas simultaneamente ou em fases. Utilizando
a abordagem simultânea, a membrana é aplicada na colocação de implantes para regenerar
um defeito ósseo peri-implantar. A abordagem em fases, por outro lado, usa primeiramente
a barreira de membrana para a regeneração de um defeito ósseo no processo alveolar, e o
implante é inserido em um segundo tempo de procedimento após a regeneração óssea ser
concluída5.
25
O padrão de reparo foi demonstrado envolvendo todas as etapas de formação do
novo osso, incluindo o estabelecimento do coágulo sanguíneo, a invasão de células
osteoprogenitoras, sua diferenciação em osteoblastos e aposição de uma matriz extracelular,
constituída principalmente por fibras colágenas que finalmente mineraliza para formar
tecido ósseo e, posteriormente, é remodelado em osso lamelar7. Os defeitos ósseos
preenchidos apenas com sangue e efetivamente separados do tecido gengival por uma
barreira tem a capacidade de gerar um osso novo8. No entanto, em um modelo humano, foi
observado que o coágulo sanguíneo ao ser absorvido leva a uma redução no volume ósseo
formado9. Na tentativa de minimizar essa perda de volume ósseo, enxertos ósseos ou
substitutos ósseos vêm sendo utilizados, estabilizando o coágulo sanguíneo. Além disso,
estes materiais mantêm o espaço com o auxílio de membranas de apoio, evitando assim seu
colapso em grandes defeitos8,10,11.
Na literatura há escassez de trabalhos avaliando a morfologia das superfícies das
membranas de colágeno utilizadas em Odontologia. Assim, o objetivo desse estudo foi
analisar e comparar morfologicamente as superfícies de três diferentes membranas
reabsorvíveis de colágeno comercialmente disponíveis: Bio-Gide®, OsseoGuardTM e
Surgidry Dental F, através de microscopia eletrônica de varredura.
26
REVISÃO DE LITERATURA
Na última década, o uso de implantes osseointegrados ancorados no osso da
mandíbula com contato direto osso-implante tornou-se uma modalidade de tratamento cada
vez mais importante para a substituição dos dentes ausentes em pacientes totalmente ou
parcialmente desedentados12-13. Para o sucesso de implantes osseointegrados, em longo prazo,
um volume suficiente de osso maxilar saudável deve estar presente no local de implantação.
Entretanto, a análise pré-operatória, muitas vezes demonstra defeitos ósseos localizados no
processo alvéolar devido a um trauma, extração de dentes com doença periodontal avançada,
fratura de raiz ou lesão periapical. Assim, a cirurgia reconstrutiva é necessária para regenerar
esses defeitos, e permitir que os implantes osseointegrados tenham um bom prognóstico a
longo prazo6.
Membranas, clinicamente usadas para melhorar a regeneração óssea de acordo com o
princípio de osteopromoção, têm sido essencialmente feitas de politetrafluoretileno expandido
(Gore-Tex). Recentemente, diferentes tipos de membranas biodegradáveis se tornaram
disponíveis. Um estudo avaliou o potencial osteopromotivo de 10 diferentes materiais de
membrana biodegradáveis e não biodegradáveis14. Microscopia eletrônica de varredura
revelou diferentes configurações das superfícies das membranas, apesar de algumas delas
estarem quimicamente relacionadas. Defeitos ósseos mandibulares padronizados foram feitos
bilateralmente em ratos adultos e foram aleatoriamente cobertos com os diferentes tipos de
membrana. Após 6 semanas de cura, vários graus de cicatrização óssea foram observados sob
as diferentes membranas, através de análise por microscopia óptica. Algumas das membranas,
como Gore-Tex, Millipore e Resolut LT, revelaram um bom efeito osteopromotivo, enquanto
outras tiveram pouco ou nenhum efeito benéfico sobre a cicatrização óssea. Certos materiais
de membrana causaram uma resposta inflamatória pronunciada no tecido mole ao redor,
enquanto outras apresentaram uma baixa reação inflamatória. O estudo mostra que diferentes
27
membranas diferem fortemente na eficácia osteopromotora, mesmo que aparentemente
quimicamente semelhantes. Além disso, o estudo demonstrou que as membranas
desenvolvidas principalmente para fins de regeneração periodontal podem não ser adequadas
para promover a cicatrização óssea14.
Um aumento ósseo bem sucedido requer a manutenção do espaço previsível e a
exclusão adequada daquelas células que não possuem potencial osteogênico da área do
defeito15. O osso mineral natural é considerado osteocondutor e é utilizado como formador de
espaço em combinação com técnicas de barreira de membrana. Friedmann et al. (2002)
avaliaram 28 pacientes quanto às reações teciduais nos ossos maxilares em sítios preenchidos
com osso mineral desproteinizado bovino (DBBM) cobertos com a barreira de colágeno
Ossix ou com membrana e-PTFE (Gore-Tex)15. Sete meses após procedimentos cirúrgicos de
aumento ósseo, biópsias foram obtidas na reentrada e análises histomorfométricas mostraram
não haver diferenças entre as duas barreiras quanto à área total de osso mineralizado e à área
de remanescentes de DBBM. Ainda segundo os autores, a ocorrência de exposição da barreira
não interferiu no resultado histológico em ambos os grupos testados. A barreira de colágeno
combinado com o DBBM forneceu regeneração óssea qualitativa comparável ao material
padrão de e-PTFE combinada com o mesmo osso mineral15.
O uso de membranas de barreira em procedimentos de regeneração óssea guiada
(ROG) para o tratamento de defeitos ósseos alveolares é uma prática comum. Com o objetivo
de verificar se o uso de uma membrana de hidrogel polietileno glicol sintético bioreabsorvível
(PEG) poderia resultar em uma quantidade similar de preenchimento vertical de osso como
uma membrana de colágeno normal, Jung et al. (2009) realizaram enxertos em defeitos
ósseos. Pacientes que necessitavam de tratamento com implantes, com um defeito ósseo
maior que 3 mm na maxila ou mandibula posterior, foram submetidos a levantamento de
retalho mucoperiostal, seguido da colocação de implante dentário e de enxerto com osso
28
mineral bovino. Em seguida, a área foi coberta com uma membrana de colágeno ou com uma
membrana de hidrogel PEG, a qual é aplicada como um líquido. Após um período de
cicatrização de seis meses, reentrada cirúrgica foi realizada e as mudanças na altura óssea
vertical da linha de base foram avaliadas. Tecido duro bem vascularizado estava presente em
todos os locais e o osso regenerado era semelhante ao osso circundante nativo. A média de
preenchimento do defeito ósseo foi semelhante entre os grupos, embora um maior número de
complicações em tecidos moles tenha sido observado com a membrana PEG (por exemplo,
retardo ou cicatrização incompleta)16.
Douthitt et al. (2001) avaliaram o efeito da cobertura de feridas perirradiculares por
membranas bio-reabsorvíveis de colágeno no reparo de deiscências vestibulares em animais.
O terceiro e quarto pré-molares de nove cães foram seccionados e defeitos vestibulares
criados. Um dente em cada quadrante recebeu uma membrana cobrindo ambas as raízes. O
outro dente não sofreu nenhum tratamento e serviu como controle. Os animais foram
sacrificados e as amostras foram avaliadas em dois períodos: 9 e 27 semanas. Na análise
histológica, o grupo de membrana de 27 semanas apresentou significativamente maior altura
do tecido conjuntivo e maior quantidade de regeneração do osso alveolar que o grupo
controle. Já a extensão do epitélio juncional foi significativamente maior no grupo controle,
sugerindo que a utilização de uma membrana reabsorvível aumenta a regeneração óssea
quando um defeito vestibular existe no momento da cirurgia perirradicular17.
A terapia periodontal regenerativa visa previsivelmente restaurar os tecidos de suporte
periodontal, e deve resultar na formação de uma nova inserção de tecido conjuntivo (ou seja,
novo cemento com inserção de fibras do ligamento periodontal) e osso alveolar novo.
Evidências histológicas a partir de modelos pré-clínicos tem demonstrado a regeneração
periodontal após o tratamento com membranas de barreira, vários tipos de materiais de
enxerto ou uma combinação dos dois. No entanto, ainda não está claro até que ponto uma
29
combinação de membranas de barreira e materiais de enxerto pode também melhorar o
processo de regeneração em comparação com membranas ou material para enxerto
isoladamente ou retalho de espessura total. Desse modo, Sculean et al. (2008) revisaram
sistematicamente todos os estudos pré-clínicos de regeneração periodontal em animais
utilizando a combinação de membranas de barreira e materiais de enxerto, os quais utilizaram
técnicas histológicas para mensuração e comparação. A maioria dos estudos demonstrou
histologicamente melhor cicatrização periodontal e óssea após a combinação de membranas e
material para enxerto, quando comparada a utilização isoladamente de ambas, apenas em
defeitos infra-ósseos quando não havia duas paredes ósseas. Entretanto, nenhum benefício
adicional de tratamentos combinados foi detectado em modelos infra-ósseos de três paredes,
de furca classe II ou em defeitos de fenestração18.
Para avaliar o efeito de uma membrana oclusiva reabsorvível de polihidroxibutirato,
Kostopuolos e Karring (1994) criaram defeitos ósseos na porção inferior de ramos
mandibulares de ratos. Após 3 ou 6 meses de cicatrização, foi observado que, nos defeitos
cobertos pela membrana, a formação óssea foi significativamente maior que nos defeitos não
cobertos. Neoformação de tecido muscular, glandular e conjuntivo foi consistentemente
ocorrendo nos defeitos do grupo controle durante a cicatrização, sugerindo que o
repovoamento seletivo de defeitos ósseos com células osteogênicas pode ser assegurado
através da exclusão dos tecidos moles em torno da área da ferida com uma membrana
oclusiva bioreabsorvível19.
Atualmente, diversos tipos de membranas têm sido empregados para regeneração
periodontal e óssea na Odontologia. A composição e a morfologia das superfícies interna e
externa das membranas parecem ser importantes para prevenir a migração de tecido epitelial e
conjuntivo e permitir a instalação de células osteogênicas para o crescimento ósseo. O
objetivo desse estudo foi analisar morfologicamente as superfícies de três tipos de membranas
30
de colágeno reabsorvíveis disponíveis comercialmente, Bio-Gide®, OsseoGuard™ e Surgidry
Dental F, através de microscopia eletrônica de varredura.
31
MATERIAS E MÉTODOS
Membranas examinadas
Três tipos de membrana de colágeno disponíveis comercialmente, com diferentes
composições e produzidas a partir de diferentes animais: 1- Surgidry Dental F (colágeno tipo I
bovino; Technodry Liofilizados Médicos Ltda, Belo Horizonte, Brasil), 2- Bio-Gide®
(colágeno tipo I e III suíno; Geistlich Pharma, Wolhusen, Switzerland), 3- OsseoGuard™
(colágeno tipo I bovino; Collagen Matrix, Inc, Franklin Lakes, USA).
Microscopia eletrônica de varredura
As membranas foram cortadas em pedaços com cerca de oito milímetros de largura e
montadas em um suporte de alumínio com o auxílio de fita adesiva. Em seguida, as
membranas foram submetidas ao processo de metalização em câmara à vácuo (Denton
Vacuum Desk V, Denton Vacuum, Moorestown, USA), sendo cobertas com micropartículas
de ouro. Um microscópio eletrônico de varredura (MEV) (Jeol JSM - 6510LV) foi utilizado
para avaliar a estrutura e a morfologia das superfícies superior, inferior e lateral das
membranas. Imagens digitais foram obtidas através da detecção de sinais secundários de
elétrons emitidos pelas amostras quando as mesmas foram expostas ao feixe de elétrons.
Para analisar a composição atômica das membranas, foi utilizado um espectrômetro de
dispersão de energia de raios-X integrado ao MEV. A interação entre um feixe de elétrons e
uma amostra produz uma variedade de emissões, dentre elas raios-X. O detector de energia
dispersiva do aparelho absorve e separa os raios-X característicos de cada elemento. Através
de software, obtêm-se análise semi-quantitativa da percentagem de cada átomo dentro do
material analisado, sendo os resultados expressos em histogramas. Uma limitação dessa
técnica é o fato do aparelho não conseguir distinguir e quantificar átomos com número
atômico igual ou inferior a 6 (carbono).
32
RESULTADOS
Microscopia Eletrônica de Varredura
Através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram analisadas as superfícies
externa (a qual deve ficar voltada para o tecido mole), interna (a qual deve ficar voltada para o
tecido ósseo ou raiz dentária) e lateral das membranas de colágeno. Os aumentos foram
escolhidos de acordo com a melhor imagem fornecida pelo microscópio. Nossos resultados
mostraram que a morfologia das superfícies variou consideravelmente entre as membranas de
colágeno analisadas.
A membrana Bio-Gide® apresenta uma superfície lateral irregular, com várias
depressões circulares dispostas de forma homogênea em toda sua extensão (Fig. 1A). A
espessura da membrana é uniforme e mede cerca de 0,73 mm. A superfície externa mostra-se
mais lisa (Fig. 1B), sem poros visíveis mesmo em grandes aumentos (650X), além de
ocasionais áreas focais exibindo fibras colágenas de espessura pequena (Fig. 1C). A superfície
interna mostra-se bastante heterogênea e irregular, com áreas lisas e áreas extremamente
fibrosas (Fig. 1D e E). As áreas lisas apresentam formações em escamas sem poros visíveis ao
MEV (Fig. 1F), enquanto as áreas fibrosas exibem uma ampla rede de fibras entrelaçadas de
espessuras variadas, formando regiões bastante retentivas (Fig. 1G).
A membrana OsseoGuard™ apresenta uma superfície lateral irregular, com duas
camadas bem distintas (Fig. 2A): a mais externa mostra-se mais espessa e compacta e a mais
interna, extremamente porosa formada por septos que se intercomunicam (Fig. 2B). Sua
espessura varia de 0,54 a 0,75 mm de acordo com o microscópio (Fig. 2A). A superfície
externa mostra-se bastante lisa e homogênea (Fig. 2C e D), sem poros visíveis mesmo em
grandes aumentos (650X) (Fig. 2E). Notam-se, ainda, estruturas poliédricas pequenas e
dispersas, adsorvidas à superfície (Fig. 2E). A superfície interna é composta basicamente por
33
numerosas perfurações retangulares dispostas de forma simétrica (Fig. 2F), medindo cerca de
420x150µm. Enquanto os centros das perfurações têm superfície lisa, dos septos partem fibras
de espessura variada, formando redes, em direção ao fundo das perfurações (Fig. 2G).
A análise da membrana Surgidry Dental F mostrou superfície lateral composta por
várias camadas sobrepostas, exibindo depressões ovais e espessura variável com média de
cerca de 0,32 mm (Fig. 3A e B). A superfície externa mostra-se áspera, com fundo liso,
repleta de estruturas de formatos variados, adsorvidas ao fundo liso (Fig. 3C e D). Não são
visualizados poros em maiores aumentos (650X) (Fig. 3E). A superfície interna apresenta
numerosas fibras de espessuras variadas, dispostas em várias direções formando uma rede
bastante interligada (Fig. 3F e G).
Espectrometria de absorção de energia
Através da espectrometria de dispersão de energia (EDS) foi possível identificar parte
da composição química de cada uma das membranas. Os dados são expressos como
percentagem em relação ao peso, não sendo considerados os átomos de carbono e nitrogênio,
os quais devido ao baixo número atômico, não são quantificados de forma precisa (Quadro 1).
Para cada membrana foram marcadas duas áreas na superfície interna para análise da
composição química. Observamos diferenças na composição química entre as membranas,
com destaque para a presença de nióbio (Nb), um elemento raro, perfazendo percentagens
elevadas de peso nas membranas OsseoGuard e Surgidry, em relação aos demais elementos.
Já a membrana Bio-Gide® apresenta maior proporção dos elementos cálcio (Ca) e alumínio
(Al).
34
Quadro 1 – Determinação da composição química das membranas Bio-Gide®,
OsseoGuard® e Surgidry Dental F através de espectrometria de dispersão de energia.
Al Ca Rb Tc Hg Bio-Gide (pt1) 34.900 65.100 0.000 Bio-Gide (pt2) 47.826 52.174 0.000 0.000 N O Al K Rb Nb Tc Hf Ta OsseoGuard (pt1) 0.000 52.960 1.357 6.543 31.559 5.979 0.118 1.484 OsseoGuard (pt2) 0.000 42.656 5.513 3.644 39.803 8.385 Na Al P Cl Ca Rb Nb Pd Surgidry (pt1) 13.205 10.586 3.179 6.916 66.114 0.000 Surgidry (pt2) 8.790 0.153 17.716 30.967 7.312 35.062 * Valores expressos em percentagem em relação ao peso total, excluindo-se os átomos de carbono e
nitrogênio.
Figura 1A – A membrana Bio-Gide® apresenta uma superfície lateral irregular, com várias depressões circulares dispostas de forma homogênea em toda sua extensão. A espessura da membrana é uniforme e mede cerca de 0,73 mm.
Figura 1B (Bio-Gide®) – A superfície externa mostra-se mais lisa.
Figura 1C (Bio-Gide®) – A superfície externa mostra-se sem poros visíveis mesmo em grandes aumentos (650X), além de ocasionais áreas focais exibindo fibras colágenas de espessura pequena.
35
Figuras 1D e 1E (Bio-Gide®) – A superfície interna mostra-se bastante heterogênea e irregular, com áreas lisas e áreas extremamente fibrosas.
Figura 1F (Bio-Gide®) – As áreas lisas da superfície interna apresentam formações em escamas sem poros visíveis ao MEV.
Figura 1G (Bio-Gide®) – As áreas fibrosas da superfície interna exibem uma ampla rede de fibras entrelaçadas de espessuras variadas, formando regiões bastante retentivas.
Figura 2A – A membrana OsseoGuard™ apresenta uma superfície lateral irregular, com duas camadas bem distintas. Sua espessura varia de 0,54 a 0,75 mm de acordo com o microscópio
Figura 2B (OsseoGuard™) – A camada mais externa mostra-se mais espessa e compacta e a mais interna, extremamente porosa formada por septos que se intercomunicam.
36
Figuras 2C e 2D (OsseoGuard™) – A superfície externa mostra-se bastante lisa e homogênea.
Figura 2E (OsseoGuard™) – Não são visualizados poros em maiores aumentos (650X) da superfície externa. Notam-se, ainda, estruturas poliédricas pequenas e dispersas, adsorvidas à superfície.
Figura 2F (OsseoGuard™) – A superfície interna é composta basicamente por numerosas perfurações retangulares dispostas de forma simétrica (Fig. 2F), medindo cerca de 420x150µm.
Figura 2G (OsseoGuard™) – Os centros das perfurações têm superfície lisa e dos septos partem fibras de espessura variada, formando redes, em direção ao fundo das perfurações.
37
Figuras 3A e 3B – A análise da membrana Surgidry Dental F mostrou superfície lateral composta por várias camadas sobrepostas, exibindo depressões ovais e espessura variável com média de cerca de 0,32 mm.
Figuras 3C e 3D (Surgidry Dental F) – A superfície externa mostra-se áspera, com fundo liso, repleta de estruturas de formatos variados, adsorvidas ao fundo liso.
38
Figura 3E (Surgidry Dental F) – Não são visualizados poros em maiores aumentos (650X) da superfície externa.
Figuras 3F e 3G (Surgidry Dental F) – A superfície interna apresenta numerosas fibras de espessuras variadas, dispostas em várias direções formando uma rede bastante interligada.
39
DISCUSSÃO
Os princípios da regeneração tecidual guiada e da regeneração óssea guiada são
utilizados para impedir a migração de epitélio sobre a raiz dentária e a migração de tecido
epitelial e conjuntivo para o espaço de neoformação óssea, respectivamente. Através do uso
de membranas, espera-se que células mesenquimais indiferenciadas repovoem os sítios de
reparo dando origem ao ligamento periodontal e ao tecido ósseo20. O objetivo do presente
estudo foi avaliar a morfologia das superfícies de diferentes membranas de colágeno
reabsorvíveis na tentativa de correlacionar a arquitetura superficial das mesmas com seu
potencial enquanto barreira.
Inúmeros estudos suportam o conhecimento de que o colágeno favorece a adesão de
vários tipos celulares, permitindo sua permanência, in vitro, por longos períodos, e estimula a
proliferação celular21. A estrutura e composição da membrana determinam o tempo de
degradação, sua conformação espacial e as reações teciduais. Se a membrana tem tendência
ao colapso no defeito ósseo, isso limita o espaço para a regeneração óssea14,21. Na fase inicial,
a resistência ao colapso de uma membrana é determinada principalmente pela rigidez do
material. Do ponto de vista prático, também deve ser capaz de se adaptar aos contornos ósseos
adjacentes14. Outra característica importante dos materiais de membrana biodegradáveis é que
eles devem manter função de barreira por tempo suficiente. A nova formação óssea ocorre nas
bordas de um defeito e prossegue em direção ao seu centro. Esta taxa é dependente da taxa de
revascularização e recrutamento de osteoblastos. Portanto, a distância a ser percorrida
determina o tempo que a membrana deve funcionar corretamente14.
Nossos resultados mostraram diferenças consideráveis na arquitetura das membranas e
na composição química das mesmas, quando avaliadas ao microscópio eletrônico de
varredura. Com relação à superfície externa, as membranas Bio-Gide® (Fig. 1B) e
OsseoGuard™ (Fig. 2C) mostraram arquitetura mais plana e homogênea que a membrana
40
Surgidry Dental F (Fig. 3E), a qual apresenta numerosas estruturas poliédricas de formas
diferentes adsorvidas à superfície, formando área relativamente áspera. A membrana
OsseoGuard™, embora tenha superfície externa lisa, também apresenta esparsas estruturas
poliédricas adsorvidas (Fig. 2E), mas em quantidade muito inferior à Surgidry Dental F, não
constituindo área retentiva para células. A função da superfície externa é de constituir barreira
física impermeável à migração de células epiteliais ou do tecido conjuntivo, mas permeável à
passagem de macromoléculas necessárias à nutrição do tecido em reparo subjacente à
membrana20,21,25. Nesse contexto, nenhuma das três membranas de colágeno avaliadas
mostrou presença de poros nessa superfície capaz de permitir a migração celular, uma vez que
as células teciduais possuem em média cerca de 15 a 20µm de diâmetro.
Outra característica importante de uma membrana de barreira é ter espessura suficiente
para não deformar e ceder em direção à área de reparo, permitindo a manutenção do volume
do coágulo sanguíneo subjacente para formação óssea. Além disso, a espessura e composição
da membrana devem permitir sua manutenção durante semanas na área cirúrgica até que a
estrutura óssea possa ser implantada na área coberta, evitando invasão de tecidos moles, os
quais crescem mais rapidamente que o tecido ósseo mineralizado14,20,21,25. Nossos resultados
mostraram que, quanto à arquitetura da superfície lateral, a membrana Bio-Gide® apresenta
toda sua espessura maciça com depressões circulares e estreitas fissuras (Fig. 1A). Já a
membrana OsseoGuard™ mostra 2 camadas distintas: uma superficial e bastante compacta,
que ocupa a maior parte de sua espessura, e outra mais estreita no lado inferior com aspecto
bastante poroso (Fig.2 B). A membrana Surgidry Dental F exibe presença de camadas
delgadas sobrepostas com espaços entre elas, em uma estrutura menos maciça que as demais
membranas analisadas (Fig. 3B).
Nós observamos também que a espessura das membranas avaliadas varia de
aproximadamente 0,7mm a 0,3mm, tendo a Bio-Gide® maior espessura, seguida da
41
OsseoGuard™ e da Surgidry Dental F, essa última com espessura de cerca da metade das
outras duas. Embora o fato da membrana Surgidry Dental F apresentar espessura bem menor
que as outras membranas estudadas, sugerindo menor tempo de estabilidade nos tecidos
vivos, a composição de colágeno (tipo de colágeno) e o processo de produção das membranas
pode influenciar na velocidade de reabsorção. Várias técnicas de ligação cruzada das fibras de
colágeno foram desenvolvidas com o objetivo de retardar a degradação das membranas nos
sítios de implantação tecidual, tais como utilização de luz ultravioleta, do
hexametilenodiisocianato (HMDIC), do glutaraldeído associado à radiação e da
difenilfosforilazida (DDPA)25. Com exceção do fabricante da Bio-Gide®22, o qual informou
que a fabricação desta membrana não utiliza tratamento químico nem indução de formação de
cross-link entre as fibras colágenas, os fabricantes das outras duas membranas não
informaram sobre os processos de produção23,24. Segundo informações do fabricante, a
membrana OsseoGuard™ passa por um processo industrial, não descrito, capaz de assegurar
reabsorção lenta e criar uma estrutura de matriz fibrilar capaz de suportar forças geradas pela
sutura e manter suas características de manipulação quando hidratada, sendo adaptável a
vários tipos de defeitos teciduais23.
Estudos afirmam que, para permitir formação de volume adequado de tecido ósseo sob
a membrana, sua superfície interna deve ser capaz de interagir com o coágulo sanguíneo e
permitir a neovascularização com consequente migração e proliferação de células
osteogênicas11,21. Nossos resultados mostraram haver grandes diferenças entre as superfícies
internas das três membranas avaliadas. Bio-Gide® apresenta superfície bastante heterogênea
(Fig. 1D e E), com extensas áreas planas (Fig. 1F) alternadas por áreas porosas, constituídas
por numerosas fibras de tamanho variado interligadas e dispostas em vários sentidos (Fig.
1G). Por outro lado, OsseoGuard™ apresenta superfície uniformemente porosa, formada por
estruturas retangulares retentivas (Fig. 2F) ao longo de toda sua extensão. Já Surgidry Dental
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F exibe superfície rica em fibras de espessuras variadas, formando uma extensa rede
tridimensional com espaços de tamanhos variados (Fig. 3F e G).
Kasaj et al. (2008) compararam as superfícies de membranas de colágeno
reabsorvíveis e observaram ao microscópio eletrônico de varredura que a membrana Bio-
Gide® apresentava superfície interna com menor área de fibras e que essas fibras eram mais
delgadas que as das membranas Tutodent® e Resodent®. Nossos resultados também
mostraram que Bio-Gide apresenta superfície interna com menor área de fibras (Fig. 1D) e
que essas delgadas fibras formam estrutura com poros de tamanhos bem menores (Fig. 1G)
que os das membranas OsseoGuard™ (Fig. 2G) e Surgidry Dental F (Fig. 3G).
Em nosso estudo, as membranas apresentaram diferenças na estrutura e na constituição
química. Zellin et al. (1995) encontraram diferenças na arquitetura de superfície de várias
membranas reabsorvíveis e não reabsorvíveis analisadas em MEV, as quais exibiam aparente
semelhança química. O estudo de Kasaj et al. (2008) avaliou também a capacidade das três
membranas de colágeno, Tutodent®, Resodont® e BioGide®, de sustentar proliferação de
células osteoblásticas e de fibroblastos gengivais e do ligamento periodontal, in vitro. Seus
resultados mostraram que, embora todas as membranas sejam constituídas por colágeno, a
proliferação celular foi significativamente diferente entre elas. A proliferação de fibroblastos
e células osteogênicas foi menor na membrana BioGide® quando comparada às outras duas.
Segundo esses autores, diferenças na topografia de superfície e nos tamanhos dos poros das
membranas observadas pela microscopia eletrônica de varredura podem contribuir para
diferenças nos efeitos sobre a proliferação celular21.
Além disso, as discrepâncias observadas entre as membranas de colágeno poderiam
ser explicadas pela diferença na dissolução dos materiais das membranas26. Esses autores,
através de análises histológicas de diferentes membranas reabsorvíveis implantadas no tecido
43
subcutâneo de ratos, verificaram que a membrana BioGide® foi dissolvida nos períodos
iniciais de experimento, exibindo reação inflamatória com células gigantes26.
Os resultados da análise química por EDS realizada em nosso trabalho mostraram
presença de elementos químicos e proporções desses elementos diferentes entre as membranas
analisadas. Elementos como Tecnécio (Tc), Tântalo (Ta), Rubídio (Rb) e Nióbio (Nb) foram
detectados (Quadro 1). Esses achados devem ser interpretados com cautela, uma vez que
expressam percentagens de cada elemento químico dentro do peso total da amostra, e não
consideram átomos de carbono e nitrogênio. Sendo estes dois últimos os principais
componentes das moléculas de colágeno, a percentagem real dos demais elementos pode ser
bastante inferior. Mesmo assim, a presença de elementos raros e inesperados como o nióbio e
o alumínio (Quadro 1), em proporções maiores que a de outros elementos mais comuns como
cloro e potássio, é um achado interessante e pode constituir um contaminante derivado dos
processos de fabricação das membranas.
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CONCLUSÃO
Em conclusão, este estudo mostrou que os diferentes tipos de membranas de colágeno
reabsorvíveis apresentam distintas morfologias e composições químicas, o que pode significar
diferenças em suas capacidades osteopromotoras e de manutenção de barreira física em
procedimentos de regeneração tecidual guiada.
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