Avaliação comparativa da remodelação óssea periimplantar em implantes com junção cone-morse e hexágono externo: estudo clínico randomizado controlado, duplo cego, boca dividida

Background: Several theories, such as the biological width formation, the inflammatory reactions due to the implant-abutment microgap contamination, and the periimplant stress/strain concentration causing bone microdamage accumulation, have been suggested to explain early periimplant bone loss. However, it is yet not well understood to which extent the implant-abutment connection type may influence the remodeling process around dental implants. Aim: to evaluate clinical, bacteriological, and biomechanical parameters related to periimplant bone loss at the crestal region, comparing external hexagon (EH) and Morse-taper (MT) connections. Materials and methods: Twelve patients with totally edentulous mandibles received four custom made Ø 3.8 x 13 mm implants in the interforaminal region of the mandible, with the same design, but different prosthetic connections (two of them EH or MT, randomly placed based on a split-mouth design), and a immediate implant- supported prosthesis. Clinical parameters (periimplant probing pocket depth, modified gingival index and mucosal thickness) were evaluated at 6 sites around the implants, at a 12 month follow-up. The distance from the top of the implant to the first bone-to-implant contact – IT-FBIC was evaluated on standardized digital peri-apical radiographs acquired at 1, 3, 6 and 12 months follow-up. Samples of the subgingival microbiota were collected 1, 3 and 6 months after implant loading. DNA were extracted and used for the quantification of Tanerella forsythia, Porphyromonas gingivalis, Aggragatibacter actinomycetemcomitans, Prevotella intermedia and Fusobacterium nucleatum. Comparison among multiple periods of observation were performed using repeated-measures Analysis of Variance (ANOVA), followed by a Tukey post-hoc test, while two-period based comparisons were made using paired t- test. Further, 36 computer-tomographic based finite element (FE) models were accomplished, simulating each patient in 3 loading conditions. The results for the peak EQV strain in periimplant bone were interpreted by means of a general linear model (ANOVA). Results: The variation in periimplant bone loss assessed by means of radiographs was significantly different between the connection types (P<0.001). Mean IT-FBIC was 1.17±0.44 mm for EH, and 0.17±0.54 mm for MT, considering all evaluated time periods. All clinical parameters presented not significant differences. No significant microbiological differences could be observed between both connection types. Most of the collected samples had very few pathogens, meaning that these regions were healthy from a microbiological point of view. In FE analysis, a significantly higher peak of EQV strain (P=0.005) was found for EH (mean 3438.65 µ∑) compared to MT (mean 840.98 µ∑) connection. Conclusions: Varying implant-abutment connection type will result in diverse periimplant bone remodeling, regardless of clinical and microbiological conditions. This fact is more likely attributed to the singular loading transmission through different implant-abutment connections to the periimplant bone. The present findings suggest that Morse-taper connection is more efficient to prevent periimplant bone loss, compared to an external hexagon connection.

Development and characterization of Poly(L-lactic acid) (PLLA) platforms for bone tissue engineering

The development of scaffolds based on biomaterials is a promising strategy for Tissue Engineering and cellular regeneration. This work focuses on Bone Tissue Engineering, the aim is to develop electrically tailored biomaterials with different crystalline and electric features, and study their impacts onto cell biological behavior, so as to predict the materials output in the enhancement of bone tissue regeneration. It is accepted that bone exhibits piezoelectricity, a property that has been proved to be involved in bone growth/repair mechanism regulation. In addition electrical stimulations have been proved to influence bone growth and repair. Piezoelectric materials are therefore widely investigated for a potential use in bone tissue engineering. The main goal is the development of novel strategies to produce and employ piezoelectric biomaterials, with detailed knowledge of mechanisms involved in cell-material interaction. In the current work, poly (L-lactic) acid (PLLA), a synthetic semi-crystalline polymer, exhibiting biodegradibility, biocompatibility and piezoelectricity is studied and proposed as a promoter of enhanced tissue regeneration. PLLA has already been approved for implantation in human body by the Food and Drug Administration (FDA), and at the moment it is being used in several clinical strategies. The present study consists of first preparing films with different degrees of crystallinity and characterizing these PLLA films, in terms of surface and structural properties, and subsequently assessing the behavior of cells in terms of viability, proliferation, morphology and mineralization for each PLLA configuration. PLLA films were prepared using the solvent cast technique and submitted to different thermal treatments in order to obtain different degrees of crystallinity. Those platforms were then electrically poled, positively and negatively, by corona discharge in order to tailor their electrical properties. The cellular assays were conducted by using two different osteoblast cell lines grown directly onto the PLLA films:Human osteoblast Hob, a primary cell culture and Human osteosarcoma MG-63 cell line. This thesis gives also a comprehensive introduction to the area of Bone Tissue Engineering and provides a review of the work done in this field in the past until today, in that same field, including the one related with bone’s piezoelectricity. Then the experimental part deals with the effects of the crystallinity degrees and of the polarization in terms of surface properties and cellular bio assays. Three different degrees of crystallinity, and three different polarization conditions were prepared; which results in 9 different configurations under investigation.

A aplicação de plasma rico em plaquetas na regeneração dos tecidos periodontais

O periodonto é uma unidade biológica e funcional, constituída pela gengiva, pelo cemento, pelo ligamento periodontal e pelo osso alveolar. O seu processo de cicatrização envolve mecanismos fisiológicos complexos que requerem a ação dos fatores de crescimento, péptidos oriundos da desgranulação das plaquetas. Neste sentido surge o Plasma Rico em Plaquetas como um produto autólogo, obtido a partir da centrifugação do sangue do próprio paciente e que visa melhorar a cicatrização dos tecidos após procedimentos enquadrados na Medicina Dentária. Esta revisão bibliográfica baseou-se numa pesquisa realizada na base de dados MEDLINE, via pubmed. Foram utilizadas as palavras-chave “plasma rich in growth factors”, “platelet-rich plasma”, “oral surgery”, “dental implants”, “sinus lift”, “third molar surgery” e “bone regeneration”. Após leitura de 40 artigos, foram descartados 9 pela sua pouca relevância no contexto. O objetivo é avaliar a efetividade da aplicação de plasma rico em plaquetas na regeneração dos tecidos periodontais em situações clínicas como alvéolos pós-extracionais, cirurgias de implantes, cirurgias de elevação do seio maxilar e na regeneração óssea. A efetividade em tecidos moles parece ser consensual. A efetividade no tecido ósseo é alvo de contradição entre os diversos autores, concluindo-se que há necessidade de mais estudos randomizados e controlados para que se possa responder à questão com evidência científica suficiente.

Hybrid materials for biomedical applications

The increased longevity of humans and the demand for a better quality of life have led to a continuous search for new implant materials. Scientific development coupled with a growing multidisciplinarity between materials science and life sciences has given rise to new approaches such as regenerative medicine and tissue engineering. The search for a material with mechanical properties close to those of human bone produced a new family of hybrid materials that take advantage of the synergy between inorganic silica (SiO4) domains, based on sol-gel bioactive glass compositions, and organic polydimethylsiloxane, PDMS ((CH3)2.SiO2)n, domains. Several studies have shown that hybrid materials based on the system PDMS-SiO2 constitute a promising group of biomaterials with several potential applications from bone tissue regeneration to brain tissue recovery, passing by bioactive coatings and drug delivery systems. The objective of the present work was to prepare hybrid materials for biomedical applications based on the PDMS-SiO2 system and to achieve a better understanding of the relationship among the sol-gel processing conditions, the chemical structures, the microstructure and the macroscopic properties. For that, different characterization techniques were used: Fourier transform infrared spectrometry, liquid and solid state nuclear magnetic resonance techniques, X-ray diffraction, small-angle X-ray scattering, smallangle neutron scattering, surface area analysis by Brunauer–Emmett–Teller method, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. Surface roughness and wettability were analyzed by 3D optical profilometry and by contact angle measurements respectively. Bioactivity was evaluated in vitro by immersion of the materials in Kokubos’s simulated body fluid and posterior surface analysis by different techniques as well as supernatant liquid analysis by inductively coupled plasma spectroscopy. Biocompatibility was assessed using MG63 osteoblastic cells. PDMS-SiO2-CaO materials were first prepared using nitrate as a calcium source. To avoid the presence of nitrate residues in the final product due to its potential toxicity, a heat-treatment step (above 400 °C) is required. In order to enhance the thermal stability of the materials subjected to high temperatures titanium was added to the hybrid system, and a material containing calcium, with no traces of nitrate and the preservation of a significant amount of methyl groups was successfully obtained. The difficulty in eliminating all nitrates from bulk PDMS-SiO2-CaO samples obtained by sol-gel synthesis and subsequent heat-treatment created a new goal which was the search for alternative sources of calcium. New calcium sources were evaluated in order to substitute the nitrate and calcium acetate was chosen due to its good solubility in water. Preparation solgel protocols were tested and homogeneous monolithic samples were obtained. Besides their ability to improve the bioactivity, titanium and zirconium influence the structural and microstructural features of the SiO2-TiO2 and SiO2-ZrO2 binary systems, and also of the PDMS-TiO2 and PDMS-ZrO2 systems. Detailed studies with different sol-gel conditions allowed the understanding of the roles of titanium and zirconium as additives in the PDMS-SiO2 system. It was concluded that titanium and zirconium influence the kinetics of the sol-gel process due to their different alkoxide reactivity leading to hybrid xerogels with dissimilar characteristics and morphologies. Titanium isopropoxide, less reactive than zirconium propoxide, was chosen as source of titanium, used as an additive to the system PDMS-SiO2-CaO. Two different sol-gel preparation routes were followed, using the same base composition and calcium acetate as calcium source. Different microstructures with high hydrophobicit were obtained and both proved to be biocompatible after tested with MG63 osteoblastic cells. Finally, the role of strontium (typically known in bioglasses to promote bone formation and reduce bone resorption) was studied in the PDMS-SiO2-CaOTiO2 hybrid system. A biocompatible material, tested with MG63 osteoblastic cells, was obtained with the ability to release strontium within the values reported as suitable for bone tissue regeneration.

Osteointegração nos amputados: um passo em frente!

ntrodução: Em Portugal, até agora, as próteses de reabilitação usadas para doentes amputados a nível transfemoral e transtibial condicionam trocas frequentes por motivos de alargamento, instabilidade, desconforto, problemas de pele e dor no coto que originam limitação funcional e perda de qualidade de vida. Em 1990, na Suécia, adoptou-se a técnica de osteointegração no membro inferior e superior com o desenvolvimento inovador da fixação óssea da prótese, eliminando o contacto com a pele e permitindo ganhar função e independência destes doentes. O desenvolvimento do protocolo OPRA permitiu definir critérios de indicação e seleção dos doentes e programar um processo de reabilitação individualizado. A técnica engloba 2 tempos cirúrgicos nos ossos longos. Os autores reportam o primeiro caso clínico de osteointegração realizado em Portugal. Caso Clínico: Um amputado transtibial com necessidade de trocas frequentes da prótese de reabilitação tipo socket, foi selecionado para osteointegração. Na fase S1 foi introduzido o implante intramedular. Após 6 meses, na fase S2 foi colocada a conexão de titânio por protusão à pele, e estabilização dos tecidos moles. O programa de reabilitação foi gradual e individualizado. Recorreu-se à escala visual analógica da dor para progressão da recuperação funcional. O doente está satisfeito e com capacidade de realizar eficazmente atividades até aqui inatingíveis. Discussão: A osteointegração implica uma equipa multidisciplinar e visa promover qualidade de vida e recuperar eficazmente doentes amputados para a sociedade ativa. Neste primeiro doente verificou-se ganho de função e independência com claro impacto psicosocioeconómico. Factores como a estrutura, dinâmica e bioquímica do tecido ósseo assim como a estabilização dos tecidos moles são fundamentais. As complicações possíveis incluem infeção, necrose cutânea, descelagem e fractura. As vantagens biomecânicas são maior segurança, suporte dos tecidos moles, estabilidade protésica e, no caso das amputações transfemorais, maior flexão do joelho. Conclusão: A osteointegração representa um passo em frente na reabilitação dos amputados e os autores acreditam que contribuirá no futuro para dotar as próteses de função sensitivomotora artificial, com o desenvolvimento das neurociências, robótica e engenharias electrotécnica e biomédica. A osteointegração permitiu projetar uma vida diferente e mais ativa para este doente, conjugando os impactos biomecânico, fisiológico, psicológico, social e económico.

Análise de tensões em materiais sólidos de espumas de poliuretano rígidas sob furação

Em diferentes áreas da medicina existem processos cirúrgicos que envolvem a furação de tecido ósseo, dependendo o seu sucesso da conjugação de diversos parâmetros. A previsão e o controlo dos parâmetros envolvidos são fundamentais para a redução do dano no tecido ósseo. Este trabalho de investigação tem como objetivo avaliar o estado de tensão gerado durante o processo de furação utilizando materiais sólidos de espumas de poliuretano rígidas com características similares ao osso humano. Durante a furação dos materiais sólidos são utilizados métodos experimentais, baseados na extensometria e na termografia, para análise das deformações e da temperatura na broca. Os parâmetros envolvidos na furação são a velocidade de rotação e a geometria da broca constantes em diferentes testes, sendo variável a velocidade de avanço. Em simultâneo, foi desenvolvido um modelo numérico de formulação explícita, com recurso ao método de elementos finitos, através do programa LS-DYNA. Os resultados permitem obter o campo de tensões nos materiais sólidos em função dos diferentes parâmetros de furação. Para a mesma velocidade de rotação e geometria da broca, a diminuição na velocidade de avanço provoca o aumento do nível de tensão. Em relação à resistência mecânica da espuma de poliuretano rígida utilizada, e para a zona de medição instrumentada, não há registo de dano material. O dano é provocado na zona de furação pela remoção do material.

Análise de tensões em modelos biomecânicos osso-implante

Em áreas da medicina há processos cirúrgicos que envolvem a furação do tecido ósseo, dependendo o seu sucesso da conjugação de diferentes parâmetros. O esforço de corte na furação pode provocar dano no tecido ósseo. Utiliza-se um procedimento experimental para verificar o dano em tecidos ósseos submetidos a furações. São utilizados materiais compósitos com características similares ao osso cortical. Para a avaliação do dano ósseo serão obtidas as deformações na superfície da estrutura.

Análise experimental de tensões em blocos compósitos sob furação

Em áreas da medicina há processos cirúrgicos que envolvem a furação do tecido ósseo, dependendo o seu sucesso da conjugação de diferentes parâmetros. O esforço de corte na furação pode provocar dano no tecido ósseo. Utiliza-se um procedimento experimental para verificar o dano em tecidos ósseos submetidos a furações. São utilizados materiais compósitos com características similares ao osso cortical. Para a avaliação do dano ósseo serão obtidas as deformações na superfície da estrutura.

Screening natural resources for mineralogenic and osteogenic bioactivities using in vitro and in vivo fish systems

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016

Influência do tratamento com ácido lipoico sobre o metabolismo ósseo e perfil antioxidante de mulheres na perimenopausa

Bone is a dynamic tissue that is in constant process of remodeling in response to mechanical stress and hormonal changes. This study aimed to understand the relationship between the biochemical changes, which women in the menopausal transition are subject to, and how the use of an alternative therapy with lipoic acid (LA) could influence these changes. The study of double-blind, was carried out in perimenopausal women that underwent a three month treatment with 600 mg of AL compared with another group that received placebo during the same period. This study showed that women had a waist circunference and body mass index above the values recommended by WHO (WC ≥ 80 cm; BMI > 25kg/m2). Associated with this, these women had increased concentrations of total cholesterol and triglycerides, and borderline LDL (Total Cholesterol > 200mg/dL; Triglycerides > 150mg/dL; LDL >130mg/dL). These changes were not affected by treatment with AL. There were no shifts in liver profile (ALT, AST and GGT), kidney profile (urea, creatinine, total protein and albumin), mineral profile (Total Calcium, Ionized Calcium, Phosphorus and Magnesium) as well in bone markers (osteocalcin, Total Alkaline Phosphatase and Tartrate Resistant Acid Phosphatase) after treatment with LA. The results of the oxidative profile showed that treatment with LA decreased GPx activity (p < 0,01), while for the TBARS, GSH and SOD activity there were no differences. With regard to SOD, this enzyme will submit to be high in the placebo group after 3 months of study (p<0,05). The expression of RANKL mRNA was reduced (p < 0,05) and of RANK increased (p <0.001), after treatment with LA, while the expression of IL-6 and TNF-ɑ genes were no changed. We conclude that women already in the perimenopause stage have changes in lipid profile and body composition that could induce shifts in oxidative and bone metabolism. However, LA treatment has provided an effective effect in the oxidative and bone profile since the earliest markers such as GPx activity and mRNA expression of RANKL, respectively, were reduced associated with no change in SOD activity. These results suggest a beneficial and protective effect of LA, indicating it potential as an alternative treatment to help the to prevent the complications associated with estrogen deficiency

Enxerto ósseo esponjoso autólogo em pequenos animais

O enxerto ósseo esponjoso autólogo é formado por osso trabecular, poroso e altamente celular. Visto ser de fundamental importância na cirurgia ortopédica de pequenos animais, o trabalho teve por objetivo discorrer sobre a função, locais de colheita, cuidados, formas de aplicação, indicações e contra-indicações desse enxerto. Ele estimula a formação óssea devido ao fornecimento de células vivas e fatores de crescimento, mas não possui suporte mecânico. A asa do ílio craniodorsal, úmero proximal, tíbia proximal e fêmur distal, são os locais de colheita mais utilizados em cães. A asa do ílio consiste no local mais satisfatório para gatos. Para maximizar a incorporação do enxerto com o tecido hospedeiro, devem ser tomados alguns cuidados entre a colheita e a transferência para a área receptora. Além disso, pode ser aplicado sem compressão dentro do local recipiente. A freqüência de complicações é considerada baixa.

Avaliação do cimento de fosfato-carbonato de cálcio no reparo ósseo de defeitos não-críticos em tíbia de rato: análise histológica, histométrica e imunoistoquímica

Pós-graduação em Odontologia - FOA

Comparacão entre polímeros de mamona(Ricinus communis)e auto-enxerto ósseo esponjoso no tratamento de defeito ósseo segmentar induzido no rádio de coelhos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da densidade mineral óssea do rádio e ulna de gatos por meio da técnica de densiometria óptica em imagem radiográfica e sua correlação com o peso, porcentagem de cinzas e níveis de cálcio e fósforo da amostra do tecido da região estudada

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FMVZ

Avaliação histológica e histomorfométrica do reparo ósseo em tíbias osteotomizadas de ratos (Rattus novergicus albinus) frente à ausência de carga e tratamento com ultrassom

Pós-graduação em Ciência Animal - FMVA