Estudo piloto In Vitro para Avaliar a Capacidade de Limpeza e os Efeitos de Diferentes Métodos de Descontaminação em Superfícies de Implantes

Summary

O presente estudo piloto in vitro teve como objetivo avaliar a eficácia da limpeza de três diferentes ferramentas de descontaminação e possíveis alterações na superfície após o tratamento, utilizando tinta vermelha permanente para imitar a presença de biofilme oral.

Abstract

Um componente essencial do tratamento da periimplantite é a descontaminação eficaz das superfícies do implante. A técnica ideal de descontaminação deve remover o biofilme de forma segura e eficiente, sem danificar a superfície do implante. Este estudo piloto teve como objetivo avaliar a eficácia da limpeza e as alterações na superfície associadas a três protocolos mecânicos de descontaminação. Aqui, 12 implantes foram tingidos com tinta vermelha indelével e montados em blocos acrílicos para simular defeitos periimplantais horizontais. A descontaminação da superfície foi realizada por 2 minutos pelo mesmo examinador usando um dos seguintes dispositivos: escova de titânio (TiB), escova de quitosano (ChB) ou curette de titânio (TiC). Nenhum agente químico de descontaminação foi usado em combinação com as ferramentas mecânicas. Fotografias padronizadas foram tiradas antes e depois da descontaminação a partir das vistas bucal e oral frontal, bem como em ângulos de 30° e 60°. A área de superfície não limpa do implante foi calculada digitalmente. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi usada para avaliar a morfologia superficial. Nenhum dos métodos testados conseguiu remover completamente a mancha de tinta. Embora 75,98% ± 2,42% da mancha tenham permanecido, TiB mostrou a maior eficácia de limpeza nas vistas bucal e oral frontal (p = 0,027), seguida por TiC (80,3% ± 0,86% restante da mancha) e ChB (90,34% ± 6,07% restante da mancha). Diferenças significativas foram observadas entre os grupos ChB e TiB (p = 0,022). A análise do SEM revelou que o TiC causou o maior dano à superfície, enquanto o TiB produziu alterações mínimas. Dentro das limitações deste estudo-piloto, o TiB demonstrou limpeza eficaz enquanto preservava a morfologia da superfície do implante. Esses achados sugerem que as escovas de titânio podem representar uma opção de descontaminação mecânica mais segura e eficiente durante o tratamento da periimplantite. No entanto, estudos adicionais são necessários para avaliar combinações de técnicas mecânicas e químicas para aumentar a eficácia da limpeza.

Introduction

Peri-implantite é definida como inflamação da mucosa periimplante acompanhada de perda óssea progressiva. É uma condição associada a biofilmes que afeta os tecidos ao redor dos implantes^{dentários 1}. Pacientes com histórico de periodontite grave, má higiene bucal ou falta de manutenção regular após a terapia com implantes têm maior risco de desenvolver^{peri-implantite 1,2}. A prevalência média de peri-implantite foi relatada por Diaz et al. como sendo de 19,53% no nível do paciente, enquanto era de 4,8% a 23,0% no nível³ do implante, e esses dados foram altamente variáveis mesmo após restrições à definição clínica^{de caso 2}. O histórico de diabetes e periodontite é referido como indicadores de risco para a periimplantite. No entanto, não há consenso quanto às relações entre periimplantite e tabagismo, superestrutura do implante e a quantidade de mucosa^{queratinizada 2,3}. Embora atualmente não existam métodos padronizados e comprovados para prevenção da periimplantite, profilaxia, higiene bucal adequada e adesão à manutenção regular são considerados os passos mais cruciais para isso^.

Dadas as características histopatológicas complexas e a progressão rápida e imprevisível da doença, a peri-implantite apresenta um desafio para todos os^{clínicos 4,5}. O objetivo principal do tratamento da periimplantite é suprimir a inflamação e interromper a perda óssea periimplantal. Clinicamente, o objetivo é reduzir a profundidade de sondagem (DP), eliminar sangramentos ao sondar (BoP) e/ou drenagem^{de pus 6}. Uma parte essencial do tratamento da periimplantite é a descontaminação das superfícies dos implantes. A técnica ideal de descontaminação deve ser segura para uso sem causar lesão aos pacientes ou danos ao implante, mesmo que seja eficaz na remoção do^{biofilme 7}. No entanto, a morfologia e as características da superfície do implante dificultam a descontaminação ideal, limitando o sucesso do tratamento, já que o acesso total aos locais afetados é principalmente limitado pelas características da superfície do^{implante 5,8}. Essas situações exigem a necessidade de novos materiais ou técnicas para a decontaminação adequada no tratamento da periimplantite.

Até o momento, diversos agentes/métodos de descontaminação da superfície do implante foram introduzidos, e sua eficácia e modos de aplicação ainda estão sob investigação^. As técnicas usadas para descontaminação de superfícies peri-implantais são geralmente categorizadas como métodos mecânicos/físicos e químicos, e evidências científicas claras sobre a superioridade dessas técnicas ainda^{não estão disponíveis 7,8}. Resultados de uma meta-análise recente relataram que curetas revestidas de titânio, especificamente produzidas para desbridamento de superfície de implantes, não causam arranhões na superfície porque têm dureza semelhante à superfície do implante e podem ser usadas com segurança para^{descontaminação 7}. Na mesma meta-análise, o uso apenas de escovas rotativas de titânio para descontaminação da superfície do implante demonstrou melhorar significativamente os parâmetros periodontales clínicos, como redução da DP e da BoP. Em um estudo clínico randomizado comparando a eficácia da remoção de biofilmes de curetas de aço e plástico, ultrassons e escovas rotativas de titânio de superfícies implantais, Toma et al. relataram que as escovas rotativas foram clinicamente mais eficazes e preservaram a morfologia superficial¹⁰. A escova de titânio (TiB), composta por cerdas de níquel-titânio (NiTi), possui um módulo elástico menor do que o da superfície do implante, proporcionando flexibilidade à escova e reduzindo o risco de riscar a superfície do^{implante 11}. Outro agente promissor de descontaminação é uma escova biodegradável e não tóxica feita a partir do polissacarídeo natural quitosano, derivado da quitina, valorizado por sua biocompatibilidade, biodegradabilidade, propriedades bacteriostáticas e anti-inflamatórias. Foi relatado que o quitosano apresenta propriedades bacteriostáticas e anti-inflamatórias e induz melhorias significativas nos parâmetros clínicos no tratamento de doenças^{periimplantais 12}. Ao contrário dos instrumentos metálicos, ele é não abrasivo e destinado a reduzir a carga bacteriana biologica e mecanicamente ^5,12. No entanto, ainda não há consenso claro sobre o agente ideal de descontaminação^{do implante 13}, e mais estudos são necessários para avaliar a eficácia dessas novas escovas de quitosano durante a fase de descontaminação do tratamento peri-implantal.

Apesar das extensas pesquisas sobre descontaminação da superfície do implante, a identificação de um método/agente de descontaminação que alcance a eficácia ótima da limpeza preservando a integridade da superfície ainda é um desafio clínico significativo. Sob esse ponto de vista, o objetivo do presente estudo é avaliar a capacidade de limpeza e a modificação da superfície de três protocolos mecânicos diferentes de descontaminação. A hipótese nula é que o TiB, a escova de quitosano (ChB) e a cureta de titânio (TiC) não apresentam diferença significativa no desempenho de limpeza ou nas modificações de superfície das superfícies do implante após descontaminação mecânica.

Protocol

NOTA: Os procedimentos desta investigação foram conduzidos de acordo com os critérios recomendados para padronização dos experimentos in vitro ¹⁴. Não foi necessária aprovação ética, pois o estudo utilizou superfícies de implante comercialmente disponíveis. O estudo incluiu implantes com diâmetro de 3,2 mm e comprimento de 10 mm, apresentando uma superfície de granulação grande, gravada com ácido (SLA) jateada. Implantes com diferentes dimensões e características de superfície foram excluídos. O cálculo do tamanho da amostra foi realizado de acordo com Khalil et ^al.15. O tamanho do efeito foi considerado 0,90, o erro alfa 0,05, e 95% de potência estatística resultou em oito participantes para cada grupo.

1. Preparação de amostras de estudo

1. Submergir implantes no receptor com tinta permanente vermelha cobrindo totalmente a superfície do implante por 10 s e secar ao ar para obter uma distribuição uniforme da tinta sobre as superfícies do implante descritas por Sanz-Martin et ^al.16 com uma ferramenta de mando driver.
2. Após secar por 48 horas à temperatura^{ambiente 17}, confirme a cobertura uniforme de tinta vermelha sem acumulação após a secagem.
3. Insira manualmente os implantes 5 mm nos blocos de acrílico com dimensões de 20 x 20 x 20 mm usando um driver de implante para garantir uma inserção controlada e posicionamento uniforme até a marca de profundidade de 5 mm no corpo do implante, imitando os defeitos peri-implantais horizontais^{Classe I 18} (Figura 1A).
4. Para manter angulação consistente e posicionamento vertical, utilize um guia paralelômetro personalizado para alinhar o eixo longo do implante perpendicular (90°) à superfície do bloco acrílico durante a colocação.
   NOTA: As superfícies do implante devem ser protegidas contra o contato da mão e isoladas com as peças de mão durante o processo de secagem.

2. Criar o contexto para a padronização de fotografias

1. Defina os parâmetros da câmera: ISO 100, abertura f/32 e exposição 1/80 s. No modo de foco manual, use uma lente macro com distância focal de 100 mm.
2. Posicione o flash em anel (flash macro de ponto duplo, 5500 K balanceado à luz do dia) em um ângulo de 45° em relação à superfície do implante para garantir iluminação uniforme e minimizar reflexos. Use um difusor para suavizar a luz e reduzir o brilho da superfície metálica.
3. Coloque a câmera a 15 cm de distância da superfície do implante e tire fotografias padronizadas em uma visão frontal (0°) a partir do eixo longitudinal do implante nas superfícies bucal e oral de cada implante (Figura 1B).
4. Verifique o alinhamento da câmera com uma régua de calibração antes de cada sessão de imagem.
5. Prepare uma tala acrílica feita sob medida para posicionar a câmera com angulações de 30° (vista superior) e 60° (vista inferior) em relação ao eixo longo do implante, para avaliar as roscas coronal e apical de forma padronizada (Figura 1C).

3. Aplicação de tratamentos e obtenção de fotografias

1. Aplicar três métodos diferentes de descontaminação (veja Tabela de Materiais) nas superfícies bucais e orais expostas por implante (8 superfícies de 4 implantes) comumente usados no tratamento da peri-implantite por 2 minutos por um único operador para eliminar viés (Figura 2). Controle o tempo da instrumentação com um cronômetro.
2. Realize todos os procedimentos sob irrigação salina estéril apenas para eliminar possíveis efeitos de confusão de agentes químicos na eficácia da limpeza ou na integridade da superfície.
   1. Para TiC, aplique a mini curette Gracey tipo 11/12 com pressão lateral em um ângulo de 60° em relação à superfície.
   2. Aplique ChB, embebido em soro estéril antes do tratamento, colocado em uma peça de mão de baixa velocidade ajustada a 800 rpm, com um movimento suave de sondagem em forma circular.
   3. Aplique TiB, colocado em uma ferramenta de baixa velocidade ajustada a 800 rpm, com um movimento suave e sondador em forma circular.
3. Obtenha novamente fotografias padronizadas pós-tratamento, conforme descrito no passo 2 (Figura 3).

4. Análise de fotografias

1. Depois que todas as fotografias estiverem obtidas, digitalize-as e calibre-as com um software de imagem (ImageJ v 1.54f). Como os implantes estavam embutidos 5 mm verticalmente no acrílico, inseri-se a peça restante de 5 mm vista nas fotografias, junto com o diâmetro padrão de 3,2 mm, no programa usando a ferramenta Straight-Line para garantir a calibração.
2. Recorte as fotografias para incluir apenas os 5 mm restantes da superfície exposta do implante, representando a região de interesse (ROI).
3. Processe as imagens nos modos de cor vermelho, verde e azul (RGB). Converta para pilhas de cores clicando em Image > Type > RGB Stack para isolar as regiões manchadas de vermelho, representando tinta residual.
4. Selecione o canal vermelho. Aplique um limiar de cor clicando em Imagem > Ajustar > Limiar de Cor, usando a faixa de Matiz 0°-25° e 330°-360°, Saturação 50-255 e Brilho 30-255. Ative a opção Fundo Escuro para garantir a detecção precisa da mancha.
5. Delinee manualmente o corpo do implante usando a ferramenta de Seleção de Polígonos, excluindo o fundo. Salve a área selecionada no ROI Manager clicando em Analisar > Ferramentas > ROI Manager para garantir que a mesma região de superfície seja analisada de forma consistente.
6. Calcule toda a área de superfície do implante e os restos de tinta vermelha clicando em Analisar > Mede > Área.
7. Consulte a remoção completa da tinta à total ausência de pixels tingidos de vermelho dentro do ROI. Mantenha as configurações constantes durante a análise de imagem para padronização.
8. Calcule a porcentagem de mancha residual como: mancha residual x 100/área total de superfície do implante usando ImageJ (Figura 4).

5. Análise da morfologia da superfície do implante

1. Codifique as amostras, desidrate em etanol e monte nos restos de alumínio com fita de carbono, colocando no dispositivo de sputtering de íons.
2. Defina o terço médio da superfície exposta do implante como o ROI para análise de MEV.
3. Cubra as amostras com uma camada de ouro de 20 nm em um revestimento por pulverização por 90 s e coloque na câmara a vácuo a 10-3 torr de pressão de vácuo e 10 mA de potência. Sempre use equipamentos de laboratório de proteção e garanta ventilação adequada durante o preparo da amostra.
4. Coloque as amostras revestidas com ouro na câmara a vácuo do microscópio eletrônico de varredura e examine-as em um ângulo de inclinação de 0° com tensão de aceleração de 5 kV com uma distância de trabalho de 9 mm.
5. Capture micrografias SEM em ampliações de 20x, 500x, 1000x e 5000x para avaliar mudanças topográficas.

6. Análise estatística

1. Realize a análise estatística usando o software SPSS (versão 27). Expresse as variáveis categóricas como média ± desvio padrão, mediana e valores mínimos e máximos.
2. Avalie a normalidade da distribuição pelo teste de Shapiro-Wilk. Use o teste de Kruskal-Wallis para comparações entre três grupos. Aplique o teste Mann-Whitney U corrigido por Bonferroni para comparações par a par quando os dados estão distribuídos de forma não normal. Defina o significado em p < 0,05.

Results

Após os tratamentos, nenhuma das superfícies tratadas apresentou remoção completa da mancha de tinta. A porcentagem de tinta residual variava dependendo do tipo de dispositivo utilizado, bem como da angulação da fotografia. A comparação dos percentuais de coloração residual para cada grupo de descontaminação é mostrada na Tabela 1.

Na visão bucal e oral frontal, a maior eficácia da limpeza foi alcançada em cada método de descontaminação. TiB foi o método mais eficaz, deixando ...

Discussion

No presente estudo, foi testado o desbridamento da superfície do implante com três métodos diferentes de instrumentação. Entre os três métodos de descontaminação mecânica testados, o TiB demonstrou a maior eficácia de limpeza e mínima alteração superficial nas superfícies do implante. A análise de SEM confirmou que o TiB preservou a morfologia da superfície do implante de forma mais eficaz, enquanto o TiC causou o maior dano superficial, e a hipótese do estudo foi rejeitada. Os resultado...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acrílico	Imicryl	Konya, Turquia	Usado para a produção de suportes para fotografias e defeitos horizontais experimentais
Câmera & nbsp;	Canon EOS 80D	Tóquio, Japão	Usado para obter fotografias padronizadas de implantes
Escova de Chitosan	Labrida BioClean, Institut Straumann AG	Basel, Suíça	Usado para a descontaminação da superfície do implante
Sistema de flash lighting	Sigma	Roedermark, Alemanha	Usado para obter fotografias padronizadas de implantes
Software de imagem	ImageJ	NIH, MD, EUA	Usado para análise de imagens
Implantes	Bilimplant, PBL 3210	Istambul, Turquia	Material principal de estudo
Peça de mão de baixa velocidade	NSK AR-Y	Nippon, Japão	Usado na descontaminação realizada com escovas giratórias
Tinta permanente vermelha	Staedtler Lumocolor	Nuernberg, Alemanha	Coloração do implante para imitar o biofilme oral
Microscópio Eletrônico de Varredura	Jeol, JSM 6335F	Peabody, MA, EUA	Utilizado para análise de superfícies
Revestimento por sputter	Polaron Emitech, SC7640	East Essex, Reino Unido	Reduzir a carga elétrica das amostras de SEM para alcançar a mais alta qualidade possível de imagem
Software estatístico	SPSS 27, IBM	Nova York, EUA	Usado para a análise estatística dos resultados
Soro fisiológico estéril	Polifarma, % 0,9	Istambul, Turquia	Usado para irrigação durante descontaminação
Ti Brush	NiTi Brush, Hans Korea	Gyeonggi, Coreia	Usado para a descontaminação da superfície do implante
Ti curette (11/12T mini)	Hu-Friedy	Chicago, EUA	Usado para a descontaminação da superfície do implante