Desenvolvimento e caracterização de novas superfícies de titânio revestidas com biovidros dopados com estrôncio: ensaios in vitro e pré-clínico em ratos osteoporóticos

• Processo: 24/16854-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2028
• Área de conhecimento: Ciências da Saúde - Odontologia - Periodontia
• Pesquisador responsável: Joni Augusto Cirelli
• Beneficiário: Luan Viana Faria
• Instituição Sede: Faculdade de Odontologia (FOAr). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Assunto(s): Biovidro Estrôncio Implantes dentários Ósseointegração Osteogênese Osteoporose
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biovidros | Estrôncio | implantes dentários | osseointegração | osteogênese | osteoporose | Periodontia e Implantodontia

Resumo

O titânio puro (Ti) e suas ligas são os materiais mais comumente usados para implantes dentários, devido à sua excelente resistência à corrosão e propriedades mecânicas superiores. Contudo, a sua inércia biológica pode resultar em falhas clínicas. Paralelamente, na medicina regenerativa os vidros bioativos/biovidros (BVs) são considerados excelentes biomateriais no campo da biorestauração devido à sua notável biocompatibilidade. Considerando as propriedades únicas destes dois biomateriais, a modificação da superfície de titânio com BVs pode combinar de maneira eficaz as propriedades mecânicas superiores do substrato com as características biológicas do material de revestimento. Ademais, alguns fatores sistêmicos relacionados ao paciente, como a osteoporose, podem afetar ou comprometer a longevidade do tratamento destes implantes. Visando superar esse desafio sistêmico, íons bioativos podem ser adicionados à BVs, focados em fornecer efeitos adicionais osteogênicos, angiogênicos e anti-inflamatórios. O Estrôncio (Sr) se destaca como uma opção promissora, por possuir uma ação dual no metabolismo ósseo, aumentando a osteogênese e diminuindo a osteoclasteogênese, justamente o processo que está desregulado na osteoporose. Uma vez que o processo de remodelação óssea é o principal alvo tanto na osseointegração quanto na osteoporose com mecanismos sobrepostos, a modificação da superfície do implante com BV e Sr podem ser promissores na busca de uma solução para a osseointegração deficiente observada no osso osteoporótico. Nesse sentido, o objetivo deste estudo é desenvolver e avaliar uma nova superfície de implante de Ti revestida com BV modificado com Sr. Para tanto, uma técnica inovadora de deposição por pulverização ultrassônica será utilizada para deposição de nanopartículas de BVs produzidos via método sol-gel sobre um substrato de implante dentário comercial nanotopográfico. Essa superfície comercial tratada quimicamente com duplo ataque ácido será utilizada como controle (GI -C), e dois grupos testes serão avaliados, um revestimento de BV (G II - BV) e um revestimento de biovidro dopado com Sr (G3 - BV + Sr). A avaliação físico-química desses novos substratos será realizada (Fase experimental I) por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X de energia dispersiva (EDS); microscopia de força atômica, medição do ângulo de contato, ensaios eletroquímicos para avaliação da resistência à corrosão e estabilidade eletroquímica, ensaios do perfil de liberação dos componentes iônicos dos revestimentos e avaliação da bioatividade por meio da capacidade de indução de hidroxiapatita. Em seguida, testes biológicos in vitro (Fase experimental II) com culturas celulares de pré osteoblastos (linhagem MC3T3-E1), osteoclastos (linhagem RAW 264.7 induzidas), células endoteliais de humanos (HUVEC) e modelos co-cultura de osteoblastos e osteoclastos serão performados visando à avaliação do potencial osteogênico, antioclasteogênico e da capacidade angiogênica dos substratos. Ensaios de viabilidade celular, adesão e morfologia, expressão gênica por RTqPCR, mineralização da matriz, marcação TRAP, formação de túbulos, migração celular e imunofluorescência serão realizados nas caracterizações biológicas in vitro. Posteriormente a avaliação da osseointegração será testada num modelo in vivo de tíbias de ratos (fase III), sob duas condições distintas, um modelo de animal saudável e um modelo osteoporótico induzido por ovariectomia. Para isso, estabilidade primária, torque de remoção de remoção, avaliação da formação óssea ao redor dos implantes, microtomografia digital computadorizada (micro-CT), histomorfometria do contato osso-implante e genes de interesse relacionados aos mecanismos de osteogênese, angiogênese e osteoclasteogênese serão avaliados. Os dados quantitativos gerados serão expressos por meio de medidas de resumo apropriadas e intervalos de confiança.