Publicado em: 28/11/2018 às 09h40

Biomateriais: um guia de A a Z

Este "manual" esclarecedor traz informações sobre as características e aplicabilidades de cada material utilizado na regeneração e reconstrução tecidual.

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Utilizados em diferentes técnicas e tratamentos de Periodontia e Implantodontia, os biomateriais têm proporcionado altas taxas de sucesso, com a vantagem de favorecer procedimentos menos invasivos para os pacientes – devido à substituição de material biológico autógeno –, bem como estimular o sítio receptor, pela possibilidade da presença em sua composição de substâncias biológicas com esta finalidade. Assim, é crescente o número de preservações e reconstruções de tecidos duros e moles da cavidade oral que utilizam biomateriais e demonstram maior previsibilidade. A seguir, será apresentado um panorama dos biomateriais disponíveis atualmente para uso em Periodontia e Implantodontia nos mercados nacional e internacional, com base na literatura científica.
 

Membranas: qual a importância nos protocolos de regeneração?

Os protocolos de regeneração tecidual e óssea guiada (RTG e ROG, respectivamente), em Periodontia e Implantodontia, pressupõem o uso de membranas, que podem ser associadas a substitutos ósseos e/ou fatores de crescimento. Na RTG, separa-se temporariamente o epitélio e o tecido conjuntivo gengival para favorecer a recolonização dos defeitos por células provenientes do ligamento periodontal e osso alveolar. No caso da regeneração óssea guiada (ROG), e mais recentemente na regeneração peri-implantar guiada (RPIG) associada à instalação do implante, o princípio biológico é o mesmo, objetivando o isolamento de tecido ósseo, coágulo e enxertos realizados, em relação aos tecidos epiteliais e gengivais. No caso específico da RPIG, o objetivo é criar um ambiente adequado para a osseointegração da superfície do implante voltada para o defeito ósseo a ser regenerado (Figuras 1 a 5).

Figura 1 – Tomografia pré-operatória evidenciando altura óssea adequada, porém espessura insuficiente para a instalação de implante. O planejamento cirúrgico previu fenestração e uso de substituto ósseo e membrana.

 

Figura 2 – Membrana colágena adaptada e fixada, formando um arcabouço para colocar o substituto ósseo particulado (associação de hidroxiapatita e β-tricálcio fosfato), preenchendo o defeito por vestibular.

 

Figura 3 – Membrana posicionada sobre o substituto ósseo e implante.

 

Figura 4 – Aspecto clínico oito meses após a cirurgia.

 

Figura 5 – Imagens tomográficas oito meses após a cirurgia, evidenciando a formação de tecido mineralizado.

 

As propriedades ideais de uma membrana são: habilidade de se opor ao crescimento celular indesejável, permitir a difusão de nutrientes e fluidos, excelente manuseio, mínima reação tecidual, ausência de propriedades alérgicas, disponibilidade, resistência à infecção, biocompatibilidade, habilidade de impedir ou retardar a migração epitelial, adequada rigidez para manutenção do coágulo e habilidade para permitir integração ao tecido conjuntivo gengival.

Do ponto de vista funcional, a membrana deve desempenhar o papel de barreira, ou seja, manter e proteger o espaço do coágulo e/ou enxerto. No entanto, sua estrutura, assim como sua biofuncionalidade, difere das barreiras. As membranas possuem macro e microporosidades que permitem a troca de fluidos essenciais à manutenção do tecido gengival que recobre toda a estrutura do enxerto, permitem o crescimento celular sobre suas superfícies e agem de forma seletiva sobre a migração celular dentro e fora do espaço preenchido pelo enxerto, bem como impedem de maneira efetiva a migração epitelial e conjuntiva, não fazendo simplesmente o bloqueio destas células, como ocorre nas barreiras.

As membranas são produzidas a partir de materiais biocompatíveis, absorvíveis (ácido polilático, ácido poliglicólico e colágeno) ou não absorvíveis (politetrafluoretileno expandido ou PTFE-e). Podem ser reforçadas por titânio ou não, ou ainda ter composição metálica (alumínio ou titânio). O emprego de membranas não absorvíveis requer a realização de um segundo procedimento cirúrgico a fim de removê-las, o que gera desconforto ao paciente e risco de alterar os tecidos neoformados. Dentre as membranas absorvíveis, destacam-se as de colágeno, provenientes do colágeno tipo I ou associação de colágeno tipo I e tipo III. A origem do colágeno é xenógena (bovina, suína e roedores), de diferentes sítios anatômicos (pericárdio, dura-mater, fáscia do temporal, derme e tendão).

Com o objetivo de prolongar o tempo de absorção das membranas, foram desenvolvidas várias técnicas de ligação cruzada do colágeno, dentre elas o uso de luz ultravioleta, hexametileno diisocianato (HMDIC), glutaraldeído e ácido difenilfosforilizado (DDPA). Membranas de colágeno bilaminadas possuem maior espessura e resistência, e seus poros internos permitem a proliferação celular, devendo ficar voltados para a superfície radicular, enquanto a camada externa densa age como barreira ao permanecer em contato com a face interna do retalho periodontal. Dentre as vantagens das membranas de colágeno, destacam-se a baixa antigenicidade, o fato de serem bioabsorvíveis por meio de atividade enzimática, a excelente biocompatibilidade, o fato de apresentarem atividade sinérgica com componentes bioativos, a fácil manipulação e a promoção de hemostasia.

O sucesso obtido no tratamento regenerativo via RTG, ROG ou RPIG é fortemente dependente de fatores como ausência de contaminação bacteriana da membrana, potencial de reparação da ferida, características locais do defeito e tipos de procedimentos cirúrgicos empregados. A anatomia e o tipo do defeito assumem um papel importante na estabilização do coágulo sanguíneo, revascularização, manutenção do espaço entre o defeito ósseo e os retalhos, e na escolha (absorvível ou não absorvível) e adaptação da membrana.

Problemas associados ao período pós-cirúrgico, como exposição prematura da membrana e sua possível contaminação, poderão ocorrer tanto com as absorvíveis quanto com as não absorvíveis. A infecção da membrana poderá gerar complicações graves, como abscessos e dor, sendo necessária sua remoção. Entretanto, o uso adequado de antibióticos e de agentes químicos antimicrobianos locais para controle do biofilme é eficiente na contenção da infecção, prevenindo a ocorrência destes eventos indesejáveis.
 

Uso de substitutos ósseos em Periodontia e Implantodontia

Apesar do enxerto de osso autógeno ser considerado o padrão-ouro para técnicas de regeneração de tecido ósseo, as limitações inerentes à sua captação têm estimulado o uso de biomateriais osteocondutores em diferentes situações clínicas, os quais têm demonstrado sucesso em procedimentos reconstrutivos envolvendo manutenção de alvéolos pós-extração (Figuras 6 a 11) e cirurgias de elevação de assoalho de seio maxilar (Figuras 12 a 18). Entretanto, a utilização desses biomateriais em forma de bloco não tem apresentado o mesmo sucesso clínico em relação ao uso na forma particulada.

Figura 6 – Radiografia de raiz residual do dente 15. Clinicamente, havia infecção, dor e supuração. A raiz foi removida e o alvéolo foi curetado e preenchido com esponja de colágeno, para cicatrização dos tecidos moles.

 

Figura 7 – Quatro semanas após a exodontia da raiz, foi realizada ROG do alvéolo. Incisões na crista do rebordo e relaxantes por vestibular.

 

Figura 8 – Membrana colágena adaptada sobre o substituto ósseo (osso bovino inorgânico).

 

Figura 9 – Instalação de implante seis meses após a ROG.

 

Figura 10 – Radiografia imediata pós-instalação do implante. Notar a presença de biomaterial residual.

 

Figura 11 – Radiografia realizada seis meses após a instalação da prótese (confeccionada seis meses após a colocação do implante), evidenciando a manutenção dos níveis ósseos. Caso clínico com participação do aluno de pós-graduação Felipe Nunes.

 

Figura 12 – Radiografia pré-cirúrgica mostrando deficiência óssea na região posterior superior esquerda e necessidade de levantamento de seio maxilar para possibilitar a instalação de implantes.

 

Figura 13 – Janelas laterais confeccionadas com brocas atraumáticas e membrana do seio descolada.

 

Figura 14 – Osso bovino inorgânico preenchendo o seio maxilar, com posterior cobertura de membrana colágena.

 

Figura 15 – Retalho posicionado coronalmente e suturado.

 

Figura 16 – Cortes tomográficos realizados oito meses após a cirurgia, mostrando a formação de tecido mineralizado.

 

Figura 17 – Aspecto clínico na reabertura para instalação de implantes oito meses após o levantamento de seio maxilar.

 

Figura 18 – Radiografia de controle realizada três meses após a instalação das próteses e nove meses após a colocação de implantes.

 

O principal representante desse grupo é o enxerto de osso bovino desproteinizado (ou inorgânico) que, dentre os biomateriais osteocondutores, é o que apresenta maior documentação clínica, sendo provavelmente o substituto ósseo mais utilizado no mundo atualmente. A presença de alta porcentagem de porosidade e altas taxas de hidrofilia é desejável em um material desse tipo, favorecendo a adesão celular e angiogênese. O uso onlay desse biomaterial, associado a malhas de titânio e/ou membranas, é bem difundido e previsível, apresentando bons resultados no tratamento de rebordos edêntulos atróficos (Figuras 19 a 26).

 

Figuras 19 e 20 – Cortes tomográficos pré-operatórios mostrando espessura óssea insuficiente na área anterior de maxila e necessidade de exodontia dos dentes 13 e 23.

 

Figura 21 – Malhas de titânio fixadas por palatino e defeito preenchido por substituto ósseo (osso bovino inorgânico). Figura 22 – Membranas colágenas posicionadas
sobre as malhas e substituto ósseo.

 

Figuras 23 e 24 – Cortes tomográficos mostrando a neoformação óssea obtida após oito meses.

 

Figura 25 – Após a remoção das malhas, aspecto do tecido ósseo neoformado, com partículas remanescentes do substituto ósseo.

 

Figura 26 – Radiografia panorâmica realizada três meses após a instalação dos implantes. Caso clínico realizado com a participação dos alunos de pós-graduação Sérgio Martins e Gabriel Bastos.

 

Os biomateriais aloplásticos também têm revelado ser uma boa alternativa ao enxerto de osso autógeno em técnicas regenerativas. As hidroxiapatitas, o β-tricálcio fosfato e as cerâmicas bifásicas à base de hidroxiapatita + β-tricálcio fosfato têm sido efetivos na manutenção de alvéolos pós-extração, preenchimento de gaps (Figuras 27 a 30) e elevações de seio maxilar com boa previsibilidade. Uma desvantagem relativa ao uso do osso bovino desproteinizado é que os biomateriais aloplásticos apresentam maior redução volumétrica e menor potencial de osteocondução, entretanto essas diferenças não parecem ter um impacto clínico relevante.

 

Figura 27 – Dentes 11 e 12 indicados para exodontia por motivos protéticos. Aspecto clínico inicial, vista oclusal. Figura 28 – Exodontias realizadas sem retalho,
por técnica atraumática, e implantes instalados.

 

Figura 29 – Matriz colágena
xenógena suturada para proteger
o implante e o substituto ósseo
(associação de hidroxiapatita e β-tricálcio fosfato).
Figura 30 – Imagem radiográfica seis meses após a instalação dos implantes. Caso clínico realizado com participação da aluna Shirlei Nascimento.

 

O papel atual dos substitutos mucosos

Existem diversas condições ou defeitos de tecido mole gengival e peri-implantar que podem prejudicar a saúde, a função e a estética. Dentre as situações que frequentemente necessitam de intervenção, estão as recessões teciduais (vestibulares ou proximais), ausência ou falta de tecido queratinizado e biotipo fino.

Para a reconstrução de tecido mole, o procedimento comumente utilizado é a aplicação de enxerto de tecido conjuntivo autógeno (ETC), considerada padrão-ouro no tratamento de retrações gengivais e aumento de tecido mole peri-implantar. Outras condições também requerem o ETC, como preservação de rebordo após exodontia para aumento da faixa de tecido queratinizado e correção de defeitos de rebordo. Para tal, uma porção de tecido conjuntivo (com ou sem a presença do epitélio de revestimento, dependendo da técnica e do defeito a ser tratado) é removida da mucosa palatina e enxertada no leito receptor. No entanto, essa técnica pode causar alto grau de desconforto ao paciente e morbidade, pois são criados dois sítios cirúrgicos. Então, esse tipo de procedimento muitas vezes é rejeitado pelos pacientes com experiência prévia. Adicionalmente, o leito doador pode apresentar outras complicações, como sangramentos e hemorragias, além de possuir um limite de tecido que pode ser removido. Sendo assim, os clínicos frequentemente necessitam buscar biomateriais para substituir o ETC.

Nesse contexto, o mercado conta com substitutos mucosos, e uma das opções mais avaliadas em estudos clínicos é a matriz dérmica acelular alógena – MDA (Alloderm, BioHorizons), sintetizada a partir de derme humana originária de bancos de tecido norte-americanos. Desenvolvida inicialmente para o tratamento de vítimas de queimaduras, a MDA foi introduzida na prática odontológica como um possível substituto alógeno em terapias periodontais. Histologicamente, é incorporada ao tecido receptor, formando um arcabouço composto por colágeno e elastina, que é preenchido por fibroblastos, vasos sanguíneos e células epiteliais do tecido hospedeiro. Dentre as indicações, é empregada principalmente em procedimentos para recobrimento radicular e para aumento de tecido queratinizado ao redor de dentes e implantes.

De Queiroz Côrtes e colaboradores (2006) demonstraram que, apesar do recobrimento radicular ser alcançado independentemente do uso ou não da MDA, a inclusão deste aloenxerto poderia promover o aumento na espessura do tecido gengival, contribuindo para a redução de recidivas. Em um estudo clínico com acompanhamento de cinco anos, Moslemi e colaboradores (2011) concluíram que a utilização da MDA em comparação ao ETC apresentou resultados clínicos semelhantes em termos de recobrimento radicular e redução de profundidade e largura da retração gengival. Outro aloenxerto (Puros Dermis, Zimmer Dental) também está disponível no mercado internacional.

Em 2010, Barker e colaboradores compararam a eficácia de dois tipos de MDA em termos de cobertura radicular, e a porcentagem foi de 83,4% para o grupo tratado com Alloderm e de 81,4% para o grupo tratado com Puros Dermis, não apontando diferença estatisticamente significante. Entretanto, mesmo com bons resultados na literatura, estes biomateriais atualmente não estão disponíveis no mercado brasileiro, por terem origem humana.

No Brasil, estão disponíveis duas matrizes xenógenas de origem suína: uma de colágeno xenógeno 3D (Mucograft, Geistlich) e outra de matriz dérmica xenógena (Mucoderm, Botiss). Na matriz de colágeno xenógeno (MCX), o colágeno suíno é organizado em uma camada compacta e outra camada menos densa. Em relação ao recobrimento radicular, os estudos demonstram que esse substituto mucoso associado ao retalho posicionado coronalmente (RPC) é eficaz para o tratamento de retrações RT1 (sem perda de inserção interproximal - classificação de Cairo, 2011), Figuras 31 a 34. Entretanto, ele não apresenta resultados superiores em termos de porcentagem de recobrimento e redução da retração gengival, quando comparado ao retalho posicionado coronalmente sem enxerto associado. Em uma metanálise recente, foi demonstrado que o ETC tem resultados superiores em relação à matriz colágena, no entanto, esses estudos evidenciam que o uso desse biomaterial associado ao RPC proporciona um ganho de aproximadamente 0,5 mm na espessura do tecido gengival, o que pode ser benéfico a longo prazo no tratamento de retrações gengivais. Adicionalmente ao recobrimento radicular, esse material tem sido utilizado para aumento de tecido queratinizado em dentes e implantes.

Figura 31 – Retração gengival RT1 no dente 44, a ser tratada por meio de retalho posicionado coronalmente associado à utilização de um substituto mucoso. Figura 32 – Após elevação de retalho,
a matriz de colágeno xenógeno 3D
(Mucograft, Geistlich) é suturada em posição.

 

Figura 33 – Resultado clínico após seis meses. Figura 34 – Retalho tracionado coronalmente e suturado. Caso clínico realizado com a participação das alunas de pós-graduação Ingrid Mathias-Santamaria e Laís Ferreira Ferraz.

 

Sanz e colaboradores (2019) avaliaram que a matriz colágena suína promove ganhos consideráveis, porém, sem diferenças significantes em relação ao ETC. McGuire & Scheyer (2014) observaram que a matriz gerou um ganho de tecido queratinizado dentro do limite de não inferioridade, quando comparada ao enxerto gengival livre, podendo ser uma alternativa a essa técnica. Por fim, a MCX também tem sido utilizada para o ganho de espessura de tecido peri-implantar. Cairo e colaboradores (2017) observaram que o ganho de espessura de tecido peri-implantar foi de 0,9 ± 0,2 mm, em comparação com 1,2 ± 0,3 mm do ETC, ou seja, com uma diferença significante entre eles. No entanto, Zeltner e colaboradores (2017) mostraram resultados semelhantes de ganho de espessura de tecido mole peri-implantar, confrontando a MCX ao ETC.

A matriz dérmica xenógena (MDX) é acelular colágena e composta por colágeno tipo I e III, derivada da derme suína, com uma estrutura estável, tridimensional e semelhante ao tecido conjuntivo humano. É resultante de um processo de purificação que remove todas as proteínas e componentes com potencial antigênico originados do tecido porcino, sem causar danos à matriz colágena extracelular. O conhecimento acerca dos mecanismos de ação dessa matriz ainda é limitado, mas tem sido aceito que sua estrutura tridimensional permite o crescimento e repovoamento por fibroblastos, vasos sanguíneos e epitélio dos tecidos adjacentes, formando um novo tecido conjuntivo. Portanto, o material é degradado e gradualmente substituído ou incorporado pelos tecidos do hospedeiro. No entanto, ainda há pouca literatura sobre a utilização desse material, sendo a maioria relatos de casos clínicos.

Um estudo clínico controlado randomizado, realizado recentemente por Taba Jr. e colegas (2018), mostrou equivalência ao ETC no recobrimento radicular (Figuras 35 a 39). Assim, mais pesquisas são necessárias para avaliar o desempenho clínico deste biomaterial. Desta maneira, o enxerto de tecido conjuntivo ainda é o tratamento padrão-ouro para a resolução de defeitos de tecido mole periodontal e peri-implantar. Entretanto, a remoção do ETC implica em maior morbidade pós-operatória e maior tempo de cadeira. Logo, a utilização de substitutos mucosos pode ser indicada. É importante lembrar que os biomateriais possuem um custo extra e apresentam limitações de resultados, por isso, sua indicação deve ser bastante precisa.

Figura 35 – Retração gengival no dente 13. Aspecto clínico pré-operatório.

 

Figura 36 – Retalho confeccionado com incisões verticais à distância (técnica de Ayub e colaboradores, 2012). 

 

Figura 37 – Matriz dérmica xenógena (Mucoderm) suturada.

 

Figura 38 – Retalho tracionado coronalmente e suturado.

 

Figura 39 – Pós-operatório de seis meses, mostrando o recobrimento radicular obtido. Caso clínico realizado com a participação do aluno de pós-graduação Kleber Suzuki.

 

Moduladores teciduais e fatores de crescimento

O restabelecimento dos tecidos periodontais perdidos em consequência da periodontite, sobretudo em lesões mais extensas, e a demanda por procedimentos e biomateriais que levem a dimensões ósseas compatíveis com a instalação de implantes dentários são condições crescentes e clinicamente relevantes na Periodontia e Implantodontia contemporâneas, respectivamente. Nesse sentido, são realizadas tentativas de acelerar os mecanismos de regeneração utilizando, dentre outros, moduladores teciduais e fatores de crescimento (FC), pois possuem potencial de otimizar o reparo através da quimiotaxia de células inflamatórias, estímulo à proliferação celular e aumento da angiogênese. Dentre os produtos atualmente disponíveis, destacam-se a matriz aprimorada por fator de crescimento (GEM 21S); as proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs); e a proteína derivada da matriz do esmalte (MDE).

A Food and Drug Administration (FDA) – agência federal do departamento de Saúde norte-americano – aprovou a GEM 21S (associação de fator de crescimento derivado deplaquetas, ou PDGF, ao β-fosfato-tricálcio, ou β-TCP) como material preenchedor de defeitos ósseos em Odontologia, com base em resultados de pesquisas que demonstraram sua capacidade de promover a cicatrização de feridas, regeneração óssea e ganho de inserção em defeitos periodontais e peri-implantares.

As BMPs formam um grupo de glicoproteínas da família do fator transformador de crescimento β (TGF-β) e apresentam potencial de induzir a formação óssea (osteoindução), sobretudo a rhBMP-2. No ano de 2007, foi aprovado pela FDA um biomaterial (Infuse) composto de esponja de colágeno absorvível como carreadora para rhBMP-2, para uso em cirurgias reconstrutivas orais, por exemplo, reconstrução alveolar e levantamento de seio maxilar.

A MDE, originária de germes dentários suínos, é utilizada para regeneração periodontal e age como fonte de fatores de crescimento, tendo propriedades de influenciar a migração, adesão e proliferação celulares, bem como mineralização das células ósseas. Ela é comercializada em um veículo à base de alginato de propilenoglicol (Emdogain) e tem sido aplicada em casos de recobrimento radicular, defeitos infraósseos e lesões de bifurcação grau II.

Estão ainda em desenvolvimento carreadores de diversos tipos (por exemplo, ácido hialurônico) para uso associado a diferentes fatores de crescimento – fator de crescimento epidermal (EGF), fatores de crescimento fibroblásticos (FGFs) e fator de crescimento semelhante à insulina (IGF) –, sem que ainda tenham entrado no mercado na forma de produtos, havendo, entretanto, reportes na literatura científica. Desse modo, o uso de moduladores teciduais e fatores de crescimento já é uma possibilidade real na prática odontológica, com opções clinicamente testadas e cientificamente embasadas, e deve ser uma das importantes frentes de desenvolvimento dos biomateriais nos próximos anos.
 

Considerações finais

O momento atual é bastante promissor para o emprego de biomateriais em Periodontia e Implantodontia. Existem várias opções de qualidade nos mercados nacional e internacional, e ainda há perspectiva do desenvolvimento de novos produtos que propiciem melhores resultados e menor morbidade ao paciente. Nesse contexto, é cada vez mais importante a capacitação dos profissionais para sua correta utilização, entendendo as indicações, contraindicações, limitações, necessidade de treinamento prévio e existência de curva de aprendizado. Somente o uso consciente e cientificamente embasado dos biomateriais pode trazer o sucesso clínico desejado por pacientes e cirurgiões-dentistas.

 

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SÉRGIO LUÍS SCOMBATTI DE SOUZA
Doutor em Periodontia – Faculdade de Odontologia de Bauru (FOB/USP); Livre-docente em Periodontia e professor associado 3 do Depto. de CTBMF e Periodontia – Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto (Forp/USP).


ELTON GONÇALVES ZENÓBIO
Mestre e doutor em Periodontia – Faculdade de Odontologia de Araraquara (Unesp); Pós-doutorado – Universidade de Guarulhos (UnG); Professor adjunto IV do Depto. de Odontologia da PUC-Minas.


FERNANDO JOSÉ DE OLIVEIRA NÓBREGA
Mestre em Periodontia – Faculdade de Odontologia de Araçatuba (Unesp); Doutor em Patologia Oral – Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN); Pós-doutorando em Periodontia – Faculdade de Odontologia de Ribeirão Preto (Forp/USP); Professor adjunto IV – Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN) e da Universidade Potiguar (UnP).


GUILHERME JOSÉ PIMENTEL LOPES DE OLIVEIRA
Mestre e doutor em Periodontia - Faculdade de Odontologia de Araraquara (Unesp); Professor adjunto das disciplinas de Periodontia e Implantodontia - Faculdade de Odontologia da Universidade Federal de Uberlândia (Foufu).


MAURO PEDRINE SANTAMARIA
Mestre e doutor em Clínica Odontológica – Faculdade de Odontologia de Piracicaba (FOP/Unicamp); Livre-docente em Periodontia – Instituto de Ciência e Tecnologia (Unesp/SJC); Professor associado do Depto. de Periodontia – Faculdade de Odontologia de São José dos Campos (Unesp).

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