Compósito de hidroxiapatita e lignina como promotor de osseointegração entre implante metálico e tecido ósseo: estudo experimental

Abstract

O objetivo deste trabalho foi avaliar o compósito de hidroxiapatita sintética associada à lignina, como promotor de integração entre um implante metálico (pino intramedular de Schanz) e o tecido ósseo. Foram utilizados 20 coelhos da raça Nova Zelândia, em cada um, a tíbia esquerda foi tratada com o compósito e a tíbia direita não foi tratada, servindo como controle. Foi realizada uma falha óssea de aproximadamente 4mm de diâmetro na face lateral proximal da tíbia, até atingir o canal medular. Do compósito, 1000mg foram amolecidos com 10 gotas de solução fisiológica utilizando parte da massa para revestir a extremidade rosqueada do pino intramedular de Schanz em aço F 138 de tamanho 2.5mm para osso cortical e a outra parte introduzida no canal medular do grupo tratado com o auxilio de cateter calibre 16 e seringa descartável. Após a introdução de 7cm de comprimento do pino no canal medular, o defeito cortical foi preenchido com 400mg do compósito. O mesmo foi realizado nas tíbias controle, sem a utilização do compósito. Os animais foram submetidos à avaliação clinica diária por 15 dias, avaliando deiscência da ferida, claudicação, sensibilidade dolorosa e circunferência tibial. Foram realizadas radiografias imediatamente após o procedimento cirúrgico e aos 8, 30, 60, 90 e 120 dias do pós-operatório caracterizando a radiopacidade do defeito cortical e a radiopacidade ao redor do pino intramedular em ambas as tíbias, sempre comparadas ao osso circunvizinho. Nas mesmas datas, exceto no dia da cirurgia, 4 animais eutanasiaram-se e a região do defeito analisada: medida do defeito cortical, teste mecânico de tração do pino intramedular, medida do material aderido na rosca do pino, avaliação macroscópica do canal medular, teste de difração de raios X do material obtido da rosca do pino e do canal medular e avaliação histológica. A maioria dos animais teve evolução clinica normal. Nas radiografias do grupo tratado, houve um decréscimo da radiopacidade tanto no defeito como na superfície ao redor do pino até se tornar semelhante à do osso circunvizinho, quadro inverso observado no defeito cortical do grupo controle, mas a superfície ao redor do pino se manteve radiotransparente até o final da avaliação. Observou- se preenchimento completo do defeito cortical com tecido ósseo novo em ambos os grupos ao final da avaliação. No teste mecânico de tração, não se observaram diferenças significativas entre o grupo tratado e o controle, apesar de no primeiro o resultado obtido ser o dobro da resistência do no segundo. Na avaliação macroscópica do canal medular, o grupo tratado mostrou regeneração da medula óssea e perda da visibilidade do compósito em cada data de avaliação, sendo quase total na observação de 120 dias, sugerindo a fagocitose do compósito. Regeneração da medula óssea foi observada no grupo controle, desde o primeiro dia de sua avaliação. Observou-se nas medidas da circunferência do material aderido à rosca dos pinos uma tendência linear crescente com o tempo em ambos os grupos, com diferença na característica do tecido que desenvolveu aos 90 e 120 dias, sendo no grupo tratado um tecido de consistência dura com características macroscópicas de osso. Na difração de raios-X notou-se que o compósito foi absorvido com a evolução do tempo e que os picos observados nos dois últimos dias de avaliação, tiveram características cristalinas compatíveis com a parte mineral do osso. Os resultados histológicos mostraram evolução normal no processo de regeneração óssea nos dois grupos. Entretanto, nas tíbias tratadas, o processo de reparação óssea se mostrou mais precoce, a partir de 30 dias, tendo como diferença a presença de osso trabecular e compacto no canal medular ao final da avaliação. Com isso se conclui que é possível utilizar a hidroxiapatita sintética e lignina para guiar o processo regenerativo ósseo até o canal medular.

This study aimed to evaluate the composite made of synthetic hydroxyapatite associated with lignin, as a promoter of integration between a metal implant (intra-medullar pin, Schanz) and bone tissue. Twenty New Zealand rabbits were used, each of them had both tibia operated: the left one was treated with the composite and the right was not treated, serving as control. A 4mm diameter defect was made in the lateral side of the proximal tibia, reaching the medullar canal. Ten drops of saline solution were added to 1000mg of the composite, resulting in a mass, part of it was used to cover the thread end of the Schanz steel F 138 intra-medullar pin for cortical bone, size 2.5mm. Te other party was inserted in the medullar canal of the treated group with the help of a size 16 catheter and disposable syringe. After the insertion of the 7cm pin in the medullar canal, the cortical defect was filled with 400mg of the composite. The same procedure was done in the tibia control, without the composite. The animals were daily evaluated for 15 days, assessing the wound dehiscence, lameness, painful sensitivity and the tibia s circumference measured. Radiographs were performed immediately after surgery and 8, 30, 60, 90 and 120 days post-operative characterizing the radioopacity of cortical defect and around the intramedullary pin in both tibias, comparing to the surrounding bone. On the same dates, except on the day of surgery, 4 animals was euthanized and the region of the defect examined: measure of the cortical defect, mechanical traction test of the intramedullar pin, measure the material on the pin threads, medullar canal macroscopic evaluation, X-ray diffraction of the material obtained from the pin thread and the medullar canal, and histological evaluation. Most of the animals had normal clinical development in both groups. In treated group, both radiopacity of the defect and the surface around the pin decreased reaching a similarity to the adjacent bone, while the opposite was observed in the control group, but in this, the area around the pin remained radioluscent until the last observation date. The cortical defect was completely filled by new bone in both groups at the last evaluation date. No significant difference was found between groups for the mechanical traction test, although the values from treated group doubled the control group. Medullar canal macroscopic evaluation in the treated group showed regeneration of bone marrow and visibility loss of the composite on each observation date, almost complete at 120 days, suggesting phagocytosis of the composite. Regeneration of the bone marrow was observed in the control group, since the first day of their assessment. The circumference measures of the material on the threaded surface showed a linear increase with time in both groups, but presented a difference in the 90 and 120 days tissue s characteristic in the group treated: a hard material with macroscopic characteristics of bone. X-ray diffraction showed the evolution on the composite absorption and that the peaks observed in the last two dates presented characteristics consistent with the bone crystalline mineral part. The histological results showed normal bone regeneration in both groups, although the treated groups defect presented an earlier process and the presence of trabecular and compact bone in the medullar canal at the end of the evaluation. It can be concluded that the synthetic hydroxyapatite associated to lignin can guide the process of bone regeneration in the medullar cavity.