Bone tissue, cellular, and molecular responses to titanium implants treated by anodic spark deposition

Abstract

A myriad of titanium (Ti) surface modifications has been proposed to hasten the osseointegration. In this context, the aim of this study was to perform histomorphometric, cellular, and molecular analyses of the bone tissue grown in close contact with Ti implants treated by anodic spark deposition (ASD-AK). Acid-etched (AE) Ti implants either untreated or submitted to ASD-AK were placed into dog mandibles and retrieved at 3 and 8 weeks. It was noticed that both implants, AE and ASD-AK, were osseointegrated at 3 and 8 weeks. Histomorphometric analysis showed differences between treatments only for bone-to-implant contact, being higher on AE implants. Although not backed by histomorphometric results, gene expression of key bone markers was higher for bone grown in close contact with ASD-AK and for cells harvested from these fragments and cultured until subconfluence. Cell proliferation at days 7 and 10 and alkaline phosphatase activity at day 10 was higher on AE surfaces. No statistical significant difference was noticed for extracellular matrix mineralization at 17 days. Our results have shown that the Ti fixtures treated by ASD-AK allowed in vivo osseointegration and induced higher expression of key markers of osteoblast phenotype, suggesting that this surface treatment could be considered to produce implants for clinical applications.

Participação de integrinas na diferenciação osteoblástica induzida por superfícies de titânio com nano e microtopografia

“…Modificações de superfície de Ti afetam o comportamento celular (VARIOLA et al, 2011;SVERZUT et al, 2012;KATO et al, 2014;ROSA et al, 2014;LOTZ et al, 2018; (HUNTER, GOLDBERG 1993;GAMS et al, 1999) e a Opn, que tem afinidade por cristais de hidroxiapatita e inibe a formação e o crescimento dos cristais (BOSKEY et al, 1993, BOSKEY 1995 (OLIVARES-NAVARRETE et al, 2008;ROSA et al, 2014;GITTENS et al, 2014;OLIVARES-NAVARRETE et al, 2015;WANG et al, 2016, GUADARRAMA BELLO et al, 2017KWON et al, 2018).…”

“…Sabe-se que a proporção de contato direto entre osso e Ti é influenciada por parâmetros clínicos, como condições do leito hospedeiro, pela técnica cirúrgica e pela utilização de carga, além de características do implante, como a topografia e a composição química de superfície (ALBREKTSSON;JOHANSSON, 1991). A biocompatibilidade do Ti está fortemente associada às respostas de osteoblastos à superfície do biomaterial; no entanto, os mecanismos celulares envolvidos nessas respostas ainda não são completamente entendidos (BRAMA et al, 2007;SARANYA et al, 2011;SVERZUT et al, 2012;BELOTI et al, 2012;FERRAZ et al, 2014).…”

Efeito de células-tronco mesenquimais associadas a biomateriais no reparo ósseo em ratas osteoporóticas

“…Após a análise microtomográfica, os espécimes foram preparados para a obtenção de cortes histológicos não-descalcificados (Sverzut et al, 2012).…”

Identificação de genes diferencialmente expressos em células humanas do osso alveolar cultivadas sobre diferentes superfícies de titânio

“…Vários estudos demonstraram a influência dos diferentes tipos de tratamentos, e evidenciaram como as superfícies obtidas influenciam os padrões de formação óssea, comportamento das células e até mesmo o tipo cicatricial obtido a partir da conformação dos tecidos adjacentes às superfícies dos implantes (BHOLA et al, 2011;XIAO et al, 2011;COLOMBO et al, 2012;SVERZUT et al, 2012).…”

“…A resposta de células osteoblásticas a diferentes superfícies de titânio tem sido investigada nos últimos anos (DE OLIVEIRA et al, 2007;KUBIES et al, 2011;LEE et al, 2012;SVERZUT et al, 2012;SANTIAGO-MEDINA et al, 2014).…”