( PDF ) Avaliação de torque de inserção e da força de arrancamento axial de mini-implantes para ancoragem ortodôntica

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KARINE KIMAK SALMÓRIA

AVALIAÇÃO DO TORQUE DE INSERÇÃO E DA FORÇA DE

ARRANCAMENTO AXIAL DE MINI-IMPLANTES PARA

ANCORAGEM ORTODÔNTICA

CURITIBA

2006

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KARINE KIMAK SALMÓRIA

AVALIAÇÃO DO TORQUE DE INSERÇÃO E DA FORÇA DE

ARRANCAMENTO AXIAL DE MINI-IMPLANTES PARA

ANCORAGEM ORTODÔNTICA

Dissertação apresentada ao Programa

de Pós-graduação em Odontologia da

Pontifícia Universidade Católica do

Paraná, como parte dos requisitos

para obtenção do Título de Mestre em

Odontologia, área de concentração em

Ortodontia.

Orientador: Prof. Dr. Hiroshi Maruo

CURITIBA

2006

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Salmória, Karine Kimak

S172a Avaliação do torque de inserção e da força de arrancamento axial de

2006 mini-implantes para ancoragem ortodôntica / Karine Kimak Salmória ;

orientador, Hiroshi Maruo. – 2006.

106 f. : il. : 30 cm

Dissertação (mestrado) – Pontifícia Universidade Católica do Paraná,

Curitiba, 2006.

Inclui bibliografia

1. Ortodontia. 2. Ortodontia - Diagnóstico. 3. Ortodontia corretiva.

4. Ortodontia preventiva. I. Maruo, Hiroshi. II. Pontifícia Universidade

Católica do Paraná. Programa de Pós-Graduação em Odontologia.

III. Título

CDD 20. ed. – 617.643

“Se os seus sonhos estiverem nas nuvens,

não se preocupe, pois eles estão no lugar certo.

Comece agora, a construir os alicerces”

(William Shakespeare)

iii

À Deus

Presença constante em minha vida, sempre abençoando o meu caminho.

Obrigada pelo amparo e iluminação para vencer mais esta etapa.

Aos meus maravilhosos pais Jane e Osni

Por me guiarem pelos caminhos da vida, sempre com muito amor, carinho e

dedicação. Pela inesgotável ajuda em todos os momentos, sempre permanecendo ao

meu lado. Por sempre acreditarem em mim, me incentivando, torcendo e fazendo de

tudo para que os meus sonhos se tornassem realidade. Vocês foram fundamentais para

que eu alcançasse esta vitória!

A minha querida irmã Marina

Pela sua amizade, companheirismo, conselhos e palavras sábias. Você é muito

especial na minha vida e quero que saiba que eu tenho muito orgulho de você.

DEDICO.

AGRADECIMENTO ESPECIAL

Ao Prof. Dr. Hiroshi Maruo, meu respeito e admiração pela sua grande ajuda na

orientação deste trabalho. Obrigada pelo período de convivência e aprendizado e,

principalmente, pela confiança em mim depositada. Sempre lembrarei da sua

contribuição na minha formação ortodôntica, desde a época da graduação.

Muito obrigada.

AGRADECIMENTOS

À Pontifícia Universidade Católica do Paraná pela oportunidade de realizar este

Curso de Mestrado e pela bolsa de estudos parcial concedida.

Ao Diretor do Programa de Pós-Graduação em Odontologia, Prof. Dr. Sérgio

Vieira, pelo seu apoio e atenção sempre dispensados.

Ao Prof. Dr. Orlando Tanaka, pelos sábios conselhos e ensinamentos que muito

contribuíram na minha formação de mestre. Minha profunda admiração pela sua

dedicação ao Curso de Mestrado da PUCPR e por mostrar que ensinar é a mais nobre

das missões.

Ao Prof. Dr. Odilon Guariza Filho, pela sua amizade, pelos bons momentos de

convívio e por tantas vezes que nos fez sorrir, mesmo nos momentos difíceis. Nunca

esquecerei do seu inesgotável incentivo e apoio, desde antes de eu ingressar no

mestrado até os dias de hoje.

À Profa. Dra. Elisa Souza Camargo pelo agradável convívio, disponibilidade em

ensinar, conhecimentos transmitidos e pelo exemplo de dedicação e responsabilidade.

Ao Prof. José Henrique Gonzaga de Oliveira pelos ensinamentos ortodônticos

transmitidos, sempre de maneira tão criativa.

Aos melhores colegas de turma que eu poderia ter, Ariana Pulido Guerrero,

Betina do Rosário Pereira, Camila Del Moro, Ivan Toshio Maruo, Leando Teixeira de

Souza, Roger Thronicke Rodrigues e Thaís Gelatti Bortoly, pelo companheirismo e

pelos bons momentos vividos durante estes dois anos de convívio, que já deixam

saudade... Suas amizades sinceras foram essenciais nesta caminhada e permanecerão

para sempre!

Agradecimento especial ao Leandro Teixeira de Souza, meu companheiro da

fase experimental desta pesquisa. Quando um se mostrava desanimado, o outro estava

sempre presente para fornecer ajuda e incentivo.

Ao médico veterinário do Biotério da PUCPR, Prof. Indalécio Marinardes Sutil, e

a sua equipe Alaércio Zeglan, Antônia Sueli da Silva e Charlei Pires Melo, pelos

cuidados com a saúde, alimentação e higiene dos cães utilizados nesta pesquisa.

Aos técnicos do Laboratório de Técnica Cirúrgica Experimental, Álvaro Roberto

Gonçalves Machado e Misael Gomes Barbosa, pela imensa boa-vontade e zelo na

execução do seu trabalho.

À Profa. Dra. Karin Soldatelli Borsato do Curso de Engenharia Mecânica, pelas

valorosas contribuições nesta pesquisa.

Ao estagiário do Laboratório de Caracterização de Ensaio de Materiais da

Engenharia Mecânica, Renato Cavanha Almeida, pela sua incansável prestatividade

durante a realização dos ensaios, pelos conhecimentos compartilhados, bem como,

pela criação dos dispositivos.

Ao Técnico do Laboratório de Usinagem da Engenharia Mecânica, Wagner

Pimenta, pela confecção dos dispositivos.

À Neodent, pelo incentivo à pesquisa, fornecendo os mini-implantes e kit

cirúrgico.

Ao engenheiro mecânico da Neodent, Alexsander Luis Golin, pela criação da

garra utilizada no ensaio mecânico.

À Dra. Ana Cláudia Moreira Melo, Coordenadora Científica da Neodent, que

acreditou neste projeto.

Ao Dr. Éber Luis de Lima Stevão, pelo apoio, incentivo e pelos seus

conhecimentos de cirurgia e implantodontia, que engrandeceram muito este trabalho.

Ao Prof. Dr. Sérgio Aparecido Ignácio, pela competência na análise estatística e

interpretação dos resultados desta pesquisa.

Aos professores das áreas conexas, pelos conhecimentos transmitidos.

vii

À secretária do Programa de Pós-Graduação da PUCPR Neide Borges dos Reis

(“Neidoca”), pela sua alegria, carinho e atenção com que sempre me atendeu.

Às estagiárias Lucinéia Furtado, Maria Cláudia Guimarães Lopes e Aline Wiens,

sempre prestativas e atenciosas.

À funcionária da Clínica de Ortodontia, Silvana Casagrande Gabardo, pelo

auxílio durante as atividades clínicas.

Aos funcionários da PUCPR, pela presteza dos seus serviços em todos os

setores.

Aos alunos do 7

e 8

períodos do curso de Odontologia da PUCPR, pela

oportunidade do estágio da docência.

Aos pacientes que contribuíram na minha formação profissional.

Aos colegas das áreas de concentração em Dentística, Estomatologia e Saúde

Coletiva, pelos agradáveis momentos de convívio.

Aos meus familiares e amigos pela compreensão, apoio e amizade. Sempre

presentes e vibrando junto comigo a cada conquista.

Muito obrigada!

viii

SUMÁRIO

1. ARTIGO EM INGLÊS...........................................................................................................2

TITLE PAGE .........................................................................................................................3

ABSTRACT...........................................................................................................................4

INTRODUCTION ..................................................................................................................5

MATERIAL AND METHODS ................................................................................................8

RESULTS ...........................................................................................................................11

DISCUSSION......................................................................................................................12

CONCLUSIONS..................................................................................................................18

REFERENCES ...................................................................................................................19

ILLUSTRATIONS................................................................................................................25

TABLES ..............................................................................................................................27

TERM OF APPROVAL BY THE COMMITTEE OF ETHICS IN ANIMAL RESEARCH.......28

2. ARTIGO EM PORTUGUÊS................................................................................................29

PÁGINA DE TÍTULO...........................................................................................................30

RESUMO ............................................................................................................................31

INTRODUÇÃO....................................................................................................................32

MATERIAL E MÉTODOS ...................................................................................................35

RESULTADOS....................................................................................................................38

DISCUSSÃO.......................................................................................................................39

CONCLUSÕES...................................................................................................................45

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................................46

FIGURAS............................................................................................................................52

TABELAS............................................................................................................................54

TERMO DE APROVAÇÃO DO COMITÊ DE ÉTICA EM PESQUISA COM ANIMAIS .......55

3. ANEXOS.............................................................................................................................56

ANEXO I – Fundamentos Teóricos.....................................................................................57

ANEXO II – Material e Métodos..........................................................................................75

ANEXO III – Análise Estatística..........................................................................................90

ANEXO IV –Termo de Aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa com Animais............95

ANEXO V – Normas do American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics..96

1. ARTIGO EM INGLÊS

TITLE PAGE

EVALUATION OF INSERTIONAL TORQUE AND AXIAL PULL-OUT

STRENGTH OF MINI-IMPLANTS FOR ORTHODONTIC ANCHORAGE

Karine Kimak Salmória, DDS

Graduate Dentistry Program – Orthodontics

Master of Science Student

Pontifical Catholic University of Paraná, Curitiba, Brazil.

Hiroshi Maruo, DDS, MSD, PhD

Senior Professor, Graduated Dentistry Program - Orthodontics

Pontifical Catholic University of Paraná, Curitiba, Brazil.

Corresponding author:

Hiroshi Maruo, DDS, MSD, PhD

Pontifícia Universidade Católica do Paraná

Mestrado em Odontologia - Ortodontia

Rua Imaculada Conceição, 1155.

CEP 80215-901. Curitiba, Paraná – Brazil

Phone: 55 (41) 3271-1637

Fax number: 55 (41) 3271-1405

E-mail:

[email protected]

ABSTRACT

Introduction: The objectives of this study were to evaluate insertional torque of mini-

implants (MI) for orthodontic anchorage, to compare MI axial pull-out strength at 0 (T0),

15 (T15) and 60 (T60) days after insertion, to determine initial and final cortical bone

thickness, and to analyze the correlations among these variables. Methods: Sixty 1.6 x

6.0 mm MI were inserted in the mandible of ten mongrel dogs. Peak insertional torque

values were recorded, and after animal euthanasia, specimens were prepared. MI were

aligned with a testing machine to register only axial pull-out strength. Cortical bone

thickness was measured after MI removal. Statistical analysis were conducted with

ANOVA and Tukey’s HSD tests. Results: Pull-out strength and final cortical bone

thickness showed differences (p<0.01) among the time points following insertion. The T0

group showed the highest pull-out strength and T60 the smallest final cortical bone

thickness. There was a regular correlation between pull-out strength and final cortical

bone thickness found in T0 (r=0.44, p=0.05). There was no correlation between

insertional torque and pull-out strength, and insertional torque and initial cortical bone

thickness. Conclusions: Pull-out strength is greater immediately after MI insertion,

cortical bone thickness decreases due to bone resorption, and insertional torque is not

an efficient method for predicting MI retention.

INTRODUCTION

Anchorage in orthodontics is defined as the resistance to unwanted tooth

movement.

Stable anchorage can be an important prerequisite for success of

orthodontic treatment. It is generally true that in adult patients, who are periodontically

compromised and have loss of natural permanent teeth, the control of tooth movement

is difficult,

or noncompliance during extraoral appliance treatment is likely.

In these

cases, bone anchorage is helpful during orthodontic treatment.

Several approaches to bone anchorage have already been used and described in

the literature, such as the use of vitalium screws,

endosseous implants,

mini-plates,

dental osseointegrated implants in the retromolar area,

onplants,

palatal implants,

mini-screws

and mini-implants (MI).

Among these devices, MI which were introduced by Kanomi (1997)

have been

used in the last few years, due to several advantages over other bone anchorage

approaches. MI are small enough to be inserted in any area of alveolar bone, even in

between dental roots, where such places would not normally accept any conventional

osseointegrated implant.

2,10,11

The surgical procedure for MI insertion is easy to perform,

enabling rapid healing and its removal without irreversible damages when the patient or

orthodontist so desires.

2,11

MI can be loaded immediately, are easily adapted to routine

orthodontic mechanics,

and are low-cost devices, and the option for early loading

reduces treatment time when compared to conventional implants.

12,13

In spite of the wide consensus in the literature concerning the use of MI for

orthodontic anchorage, the waiting period for MI loading is variable.

14,15

Many authors

believe that it can be loaded immediately,

2,11,16-19

while some allow a healing period of 2

weeks,

3,12,13

3 weeks,

20,21

4 weeks,

6 weeks,

8 weeks,

12 weeks,

24,25

or 6 months.

MI loading was even delayed until total osseointegration, even though the authors did

not mention the elapsed healing time.

Before commencing MI loading, several factors should be considered:

mechanism of anchorage, if direct or indirect, MI design, bone quantity and quality at the

insertional sites, primary stability, and insertion technique.

14,15,19,27

Cortical bone

thickness and density can vary according to the patient and region of insertion.

Places

with thick cortical bone are considered the most stable for MI insertion.

17,29

As retention

depends essentially on the bone-metal interface, the greater the bone quantity the better

primary stability will be.

Therefore, if the primary stability of the MI is adequate, it is

possible to load it immediately.

In the evaluation of the biomechanical performance of screws inserted into bone,

methods such as insertional torque and axial pull-out tests are the most often used in

orthopedics and in oral and maxillofacial surgery.

29,31-37

Insertional torque is the result of

frictional resistance between screw threads and bone, and determines primary

stability,

since MI success rate is related to insertional torque among other factors.

Axial pull-out strength is the result of bone failure

and reflects the magnitude of the

pull-out strength that the screw bears before bone rupture.

Studies have examined the

correlation between insertional torque and axial pull-out strength to determine whether

insertional torque would be able to predict screw retention in bone tissue.

31-36

According

to some authors, there is a correlation between insertional torque and axial pull-out

strength,

31-33

although other investigations have not found that to be true.

34-36

There is no unanimity in the literature concerning the ideal period that should be

allowed before MI loading, and also there are no studies correlating insertional torque

with axial pull-out strength for this device. Therefore, the objectives of this study were to

determine the insertional torque of MI placed in the mandible of dogs, to compare axial

pull-out strength at 0 (immediate), 15 and 60 days after MI insertion, to determine initial

and final cortical bone thickness, as well as to analyze the correlations among all the

variables studied.

MATERIAL AND METHODS

Sixty self-tapping, titanium grade 5 (Ti-6Al-4V), Neodent

(Neodent Implante

Osteointegrável, Curitiba, Brazil) mini-implants (MI) of 1.6 mm diameter and 6.0 mm

length were implanted in 10 male, skeletally mature mongrel dogs, weighing between

14.5 to 18.2 kg. This research was approved by the Committee of Ethics in Animal

Research. The dogs received mouth treatment prior to the experiment consisting of

dental calculus removal and dental plaque control. The MI were inserted in the posterior

region of the mandible in regressive periods: 60 days (T60), 15 days (T15) and

immediate (T0), where each group consisted of 20 MI (n=20). Three MI were placed

bilaterally as shown in Figure 1. MI were not loaded throughout the experiment.

The dogs were pre-anesthetized with ketamine (2 mg/kg) and xylazine (1 mg/kg)

i.m., and endovenous anesthesia was effected with sodium thiopental (2.5 mg/kg). All MI

were inserted by the transmucosal technique,

obtaining monocortical anchorage. Bone

drilling was carried out as perpendicular as possible to the buccal bone surface with a

1.3 mm diameter drill bit, around 7 mm below the keratinized mucosal margin, using 600

rpm with copious irrigation.

The MI were manually placed with a screwdriver and the

final torque was obtained with a Instrutherm

TQ-680 manual digital torquimeter (WA

Componentes Eletrônicos, São Paulo, Brazil) which recorded the insertional torque (IT)

peak in Ncm. Periapical x-rays were taken preoperatively to demarcate the insertional

sites and postoperatively to rule out dental root injuries. Hygiene around the MI was

maintained with twice weekly application of 0.2% chlorhexidine.

2,18,40

The animals were

killed, their mandibles surgically removed, dissected, and sectioned into small blocks.

Each MI was surrounded by approximately 4 mm of bone tissue.

The bone blocks

were frozen in saline-soaked gauze at -20°C.

These blocks remained frozen for 24 to

48 hours, after which they were thawed at room temperature and specimens were

prepared.

Two devices were built for these experiments (Fig 2). Device A was designed for

positioning the bone block in the acrylic resin during embedding, so that the MI is

aligned with the axis of the mechanical testing machine, and device B was used during

biomechanical testing. This alignment was standardized according to ASTM F1691-96

to register only the axial pull-out strength. A custom-made grip was developed for MI

handling, and its internal contours had the same profile and dimensions as the MI head.

This grip was used for bone block embedding and the pull-out test. Autopolymerizing

dental acrylic resin was mixed and poured into a metallic ring. The bone blocks

containing the MI, held by the grip, were lowered into the freshly mixed unset resin. Care

was taken to maintain the edges of the bone blocks at the same level of the acrylic

resin. The apparatus was placed in a cold water bath for resin exothermic reaction

dissipation. After acrylic resin setting, the MI was disengaged from the grip and the

sample was ready for the axial pull-out test (Fig 3).

The axial pull-out test was carried out in a EMIC

DL 500 machine (Emic

Equipamento e Sistemas de Ensaio Ltda., São José dos Pinhais, Brazil), using a 100

Kg/f load cell and a crosshead speed of 0.05 mm per minute.

Maximum pull-out strength

(PS) was obtained and recorded for each MI in Newtons (N). After the pull-out test, the

samples were sectioned through the center of the MI hole, transversely to the dental

roots.

Half of this section was examined under a 1:15 zoom stereoscopic microscope

(Leica Zoom 2000

; Fisher Scientific, USA) to obtain measurements of the cortical

bone thickness with a digital caliper rule (Mitutoyo

, Model CD-15C; Mitutoyo, Japan).

The measurement was repeated twice on each side of the MI hole. The average

measurement represented the initial cortical bone thickness (CBi) for T0, T15 and T60 at

the MI insertional site where bone integrity was preserved. Final cortical bone thickness

(CBf) was also measured at the closest MI hole as bone resorption occurred in only T15

and T60 (Fig 4). Since there was no bone resorption at T0 with this being the group of

immediate application of force, CBi and CBf were equal.

Presumptions of normality were analyzed by Kolmogorov-Smirnov test. The mean

variables were analyzed by using repeated measures ANOVA to detect statistically

significant differences (p<0.01) among the time periods. Variables with statistically

significant difference were submitted to multiple comparisons using Tukey’s HSD test

(p<0.05). Pearson’s correlation coefficient (p≤0.05) was used to determine correlations

between the variable pairs IT and PS, IT and CBi, PS and CBf for each time period.

RESULTS

Three mini-implants (MI) were lost during the experimental phase. One was from

group T15 and the other two from group T60. Therefore, the axial pull-out test was

carried out in 57 MI and the success rate was 95%. The mean, median, standard

deviation and confidence intervals for each variable are shown in Table I. All the

variables demonstrated a normal distribution (p>0.05).

ANOVA revealed statistically significant differences (p<0.01) for axial pull-out

strength (PS) and final cortical bone thickness (CBf). Insertional torque (IT) and initial

cortical bone thickness (CBi) did not show statistically significant differences (p>0.05).

The mean for IT was 24.54 ± 2.68 Ncm, and for CBi the mean was 2.65 ± 0.52 mm

among the three time groups (T0, T15 and T60).

Tukey’s HSD test (Table II and III) for PS showed that T0 differed from T15 and

T60 (p<0.05) which did not differ between themselves (p>0.05). T0 had the highest PS

(mean 331.15 ± 136.15 N) followed by T15 (mean 242.18 ± 83.71 N) and T60 (mean

224.95 ± 91.33 N). With regard to CBf, T60 differed from T0 and T15 (p<0.001) which

did not differ between themselves (p>0.05). The smallest CBf was found in T60 (mean

1.57 ± 0.63 mm) when compared with T15 (mean 2.38 ± 0.43 mm) and T0 (mean 2.55 ±

0.29 mm).

There was a regular and statistically significant correlation between PS and CBf

only in T0 (r=0.44, p=0.05). There was a positive correlation between T15 and T60,

albeit not statistically significant. The other correlations, IT versus PS and IT versus CBi,

were not statistically significant (p>0.05).

DISCUSSION

Even though there is no consensus regarding the best term for temporary

anchorage orthodontic devices, Mah and Bergstrand

believe that "mini-implant" is

more appropriate than "micro-implant" or "screw." "Micro" is defined as a magnitude of

-6

, and although the format and design of these devices are similar to a screw, this

term could have a negative connotation. Therefore, the term "mini-implant" (MI) was

adopted throughout this research.

The selection of the three time periods was based on the specific bone healing

phases in dogs when correlated with bone repair rates in humans. The study of Roberts

et al.

compared the duration of bone remodeling phases in rabbit, dog and man,

dividing the cycle into acceleration, active resorption, latency and formation. The

complete duration of this cycle is around twelve and seventeen weeks in dogs and

humans, respectively. This transformation begins an acceleration phase that last hours

or days, followed by osteoclast activation that produces a bone resorption front resulting

in a cavity. This period of resorption persists for one week and half in dogs and two

weeks in humans. The latency phase lasts one week in dogs and one to two weeks in

humans, approximately. During this phase, osteoclasts are replaced by osteoblasts,

beginning a new phase which is called bone neoformation. Osteoid matrix reaches the

surface of the implant in the fourth week in dogs and in the sixth week in humans. After

approximately ten weeks in dogs and thirteen weeks in humans, the resultant resorption

cavity becomes filled with bone.

Based on these parameters, the time periods chosen for this study were 0, 15,

and 60 days after MI insertion (groups T0, T15 and T60, respectively). T0 was elected

for ascertaining the MI primary stability. T15 represented the latency phase of the bone

remodeling cycle, and T60 corresponded to the bone formation phase in dogs.

Storage time and variations in storage conditions for bone tissue can affect its

biomechanical properties, however there is no difference in the axial pull-out test

performed directly after animal euthanasia or one week later, when bone is frozen in

saline solution and stored at -20°C.

The specimens for this study were dissected and

the bone blocks sectioned immediately after animal euthanasia. These blocks were

wrapped in saline-soaked gauze and stored frozen for 24 to 48 h at -20°C.

Even though MI have been used in the clinic for almost ten years, few studies

have evaluated the risk factors linked to its loss and stability.

3,17,44

The success rate in

the present work was 95% (57 of 60 MI), in accordance with the percentage found by

Deguchi et al.

which was 97% for non-loaded MI inserted in dogs.

Factors affecting MI success are controversial in the literature. The likely reasons

reported by various authors are peri-implantar inflammation,

3,17,44

MI diameter,

absence of keratinized mucosa,

insertional torque,

surgical technique,

and cortical

bone thickness and density.

For other authors, aspects such as length,

3,17,44

type and

diameter of the MI,

surgical technique,

17,44

time of loading,

17,18,44

age and sex of the

patient,

17,38,44

site of insertion,

method of force application

and quantity of force

not interfere in MI success. The loss of three MI in this study could have been

associated with surgical technique, insertional torque, cortical bone thickness, absence

of keratinized mucosa, and peri-implant inflammation.

The primary stability was obtained for all MI, and there was no statistically

significant difference in insertional torque (IT) among T0, T15 and T60. The total mean

for IT was 24.54 ± 2.68 Ncm, higher than the average found in humans which is 7.2 to

13.5 Ncm.

This discrepancy was probably related to the difference in cortical bone

thickness between the species, since it is one of the main factors affecting IT and

consequently primary stability,

27,28

although a correlation between IT and CBi was not

found in this study. Besides bone quality and quantity, other aspects can influence IT,

such as the size of the initial drilling as related to the internal diameter of the screw, the

screw characteristics and insertion technique, if monocortical or bicortical, the use of

continuous or intermittent rotation, and whether the screw is inserted in a dry or wet

material.

The mean axial pull-out strength (PS) obtained in this investigation for T0 was

331.15 ± 136.15 N. The value found in the literature for a 2 mm-diameter by 6 mm-

length screw inserted in the posterior region of the mandible of dogs that were submitted

to immediate PS at a rate of 0.05 mm per second is 388.3 ± 23.1 N.

The mean values

for these two studies are similar, but they cannot be compared due to differences in

design and diameter of the MI used, and in the speed of the pull-out test. Nevertheless,

it is possible to affirm that in this study the PS was not influenced by the contact

between the MI and dental roots, reassured by radiographic examination and visual

inspection of the bone blocks. It is believed that the large variation in PS reflects

differences in bone quality.

Struckhoff et al.

studied whether PS was different from the strength obtained

immediately and six weeks after MI insertion. They found no statistically significant

difference between the two time periods, while a significantly higher strength was found

in T0 when compared to T15 and T60 in this study.

The decreased PS found in T15 and T60 can be associated with the previously

mentioned healing phases of bone. In T15, bone repair cycle in the dogs was in the

latency phase, and therefore, osteoclastic bone resorption had already occurred, while

in T60, bone formation was proceeding with the osteoid matrix deposit. Deguchi et al.

established that bone contact in the bone-MI interface decreases after MI insertion

between the third and sixth weeks in dogs due to the healing events. In T0, the

peripheral MI thread portions were in intimate contact with the surrounding bone

(mechanical engagement), assuring the primary stability which accounted for the PS

found.

Another possibility for decreased PS at 15 and 60 days after MI insertion can be

related to peri-implant inflammation caused by dental plaque accumulation and absence

of keratinized mucosa. Dental plaque can cause peri-implant mucositis

and supportive

bone resorption around the implant.

Signs of peri-implant mucositis were evident

during all the experiment in T15 and T60, even when using 0.2% chlorhexidine twice

weekly for hygiene, which is an efficient method for preventing plaque-induced

inflammation.

2,40

The findings of this study are in agreement with those of Ericsson et

al.

who observed after 3 months a red, edematous peri-implant gingiva in dogs, which

bled when probed. The MI in the present study were inserted into nonkeratinized

mucosa due to the lack of space between the dental roots in the region of keratinized

mucosa, which might have prompted the response observed, since the absence of

keratinized mucosa around a MI can significantly increase the risk of inflammation and is

strongly coupled with high MI loss rates.

As there are no studies in the literature correlating IT to PS of MI, the results of

this study were compared to those of others that employed screws for rigid osseous

fixation. A correlation between IT and PS was not found at any of the time points

investigated, in agreement with some authors,

34-36

even though other studies concluded

that this correlation exists.

31-33

The lack of correlation between IT and PS can be

explained by bone anisotropic properties, which means uneven bone characteristics.

The trabecular bone morphology produces varied mechanical characteristics and in

different directions, and therefore, IT would not be expected to be an indicator of PS.

The mean value found for CBi was 2.65 ± 0.52 mm, and it agrees with the values

described by Huja et al.

which were 2.41 mm for the same region in dogs. There was

no statistically significant difference for CBi among T0, T15, and T60; therefore, different

insertional sites did not alter the results. Final cortical bone thickness (CBf) was

significantly smaller in T60 (1.57 ± 0.63 mm) than in T0 (2.55 ± 0.29 mm) and T15 (2.38

± 0.43 mm), very probably due to bone resorption occurring in this period.

A regular correlation was found between PS and CBf in T0 (r=0.44, p=0.05),

where similar results (r = 0.39, p = 0.02) were found by Huja et al.

A positive

correlation was also found in T15 and T60 but it was not statistically significant. These

results might be associated with the different densities of the implanted bone sites, since

bone density plays an important role in PS determination.

This study did not evaluate

bone tissue qualitatively.

Knowing that the force necessary for tooth movement in orthodontics varies from

0.3 to 4 N,

which is much lower than the pull-out force found in this study in T0, T15

and T60, it is believed that MI can be loaded at any of the time points examined.

Therefore, future investigations are suggested to study qualitatively the bone tissue at

the site of MI insertion, increasing the time of bone repair and applying load to the MI at

different time periods, to establish more reliable parameters with respect to the ideal

moment for employing force to these devices.

CONCLUSIONS

• Axial pull-out strength is higher immediately after mini-implant insertion than after

a period of 15 or 60 days.

• Cortical bone thickness decreases over a period of weeks due to bone resorption

around the mini-implant neck.

• Mini-implants show adequate primary stability when the transmucosal technique

and bone drilling is performed.

• Insertional torque is not an efficient method for predicting MI retention.

• There is no correlation between insertional torque and initial cortical bone

thickness.

• There is a regular correlation between axial pull-out strength and final cortical

bone thickness.

The authors thank Neodent Implante Osteointegrável for donating the mini-

implants, Renato Cavanha for designing the devices and assistance with the pull-out

test, Alexsander Golin for making the mini-implant grip, and Professor Sérgio Aparecido

Ignácio for all statistical analysis.

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ILLUSTRATIONS

T60

T15

Fig 1. Schematic indicating location of MI insertion in

the right mandible of dog. Circles indicate position of

MI heads in T0, T15 and T60.

metallic ring

Fig 2. (a) Drawing of device A used for bone blocks embedding in dental

acrylic resin. (b) Drawing of device B used for axial pull-out test.

Bone block

sample

Fig 3. Sample containing MI and bone block inserted in dental

acrylic resin. (a) Lateral view and (b) superior view.

a b

Fig 4. Schematic measurement of Cortical Bone (CB). (a) Arrows

showing CBi and CBf for T0. (b) Long arrows show CBi and short

arrows show CBf for T15 and T60. MB = medullary bone.

TABLES

Table I.

Descriptive statistics of variables in three studied periods

Inferior limit Superior limit

IT (Ncm)

20 24.71 24.70 1.91 23.81 25.60

PS (N)

20 331.15 340.03 136.15 267.52 394.78

CBi (mm)

20 2.55 2.60 0.29 2.42 2.69

CBf (mm)

20 2.55 2.60 0.29 2.42 2.69

IT (Ncm)

20 23.74 23.95 1.47 23.05 24.42

PS (N)

20 242.18 252.34 83.71 203.06 281.30

CBi (mm)

20 2.71 2.68 0.45 2.50 2.92

CBf (mm)

20 2.38 2.35 0.43 2.18 2.58

IT (Ncm)

20 25.20 24.45 3.92 23.37 27.03

PS (N)

20 224.95 224.95 91.33 182.27 267.63

CBi (mm)

20 2.72 2.72 0.34 2.56 2.88

CBf (mm)

20 1.57 1.58 0.63 1.27 1.86

(T0) immediate, (T15) 15 days, (T60) 60 days, (IT) insertional torque, (PS) axial pull-out

strength, (CBi) initial cortical bone thickness and (CBf) final cortical bone thickness.

Confidence Interval (95%)

Median

Standard

Desviation

Periods Variables n Mean

LEGEND:

Table II.

Tukey HSD multiple comparisons for axial pull-out strength (PS)

Variable Mean PS (T0) PS (T15) PS (T60)

PS (T0) 331.15

0.0146* 0.0032*

PS (T15) 242.18

0.0146* 0.8359

PS (T60) 224.95

0.0032* 0.8359

LEGEND: (T0) immediate, (T15) 15 days, (T60) 60 days, (PS) axial pull-out strength

NOTE: * There is significant difference for p<0.05.

Table III.

Tukey HSD multiple comparisons for final cortical bone thickness (CBf)

Variable Mean CBf (T0) CBf (T15) CBf (T60)

CBf (T0) 2.55

0.4302 0.0001*

CBf (T15) 2.38

0.4302 0.0001*

CBf (T60) 1.57

0.0001* 0.0001*

LEGEND: (T0) immediate, (T15) 15 days, (T60) 60 days, (CBf) final cortical bone thickness

NOTE: * There is significant difference for p<0.001.

TERM OF APPROVAL BY THE COMMITTEE OF ETHICS IN ANIMAL RESEARCH

2. ARTIGO EM PORTUGUÊS

PÁGINA DE TÍTULO

AVALIAÇÃO DO TORQUE DE INSERÇÃO E DA FORÇA DE ARRANCAMENTO

AXIAL DE MINI-IMPLANTES PARA ANCORAGEM ORTODÔNTICA

Karine Kimak Salmória

Mestranda em Odontologia, Área de Concentração em Ortodontia

Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, Brasil.

Hiroshi Maruo

Professor Titular do Programa de Pós-graduação em Odontologia,

Área de Concentração em Ortodontia

Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, Brasil.

Autor para correspondência:

Prof. Dr. Hiroshi Maruo

Pontifícia Universidade Católica do Paraná

Mestrado em Odontologia - Ortodontia

Rua Imaculada Conceição, 1155.

CEP 80215-901. Curitiba, Paraná – Brasil

Fone: 55 (41) 3271-1637

Fax: 55 (41) 3271-1405

E-mail:

[email protected]

RESUMO

Introdução: Os objetivos deste estudo foram avaliar o torque de inserção de mini-

implantes (MI) para ancoragem ortodôntica, comparar a força de arrancamento axial

aos 0 (T0), 15 (T15) e 60 (T60) dias após sua inserção, determinar a espessura da

cortical óssea inicial e final, e analisar as correlações entre as variáveis. Métodos:

Foram inseridos sessenta MI (1,6 x 6,0 mm) na mandíbula de dez cães sem raça

definida. O torque de inserção foi aferido e após a eutanásia dos animais foram

confeccionados corpos de prova. Os MI foram alinhados com a máquina de ensaios,

para que somente a força de arrancamento axial fosse registrada. As espessuras das

corticais ósseas foram mensuradas após a remoção dos MI. A análise estatística foi

realizada com teste ANOVA e Tukey HSD. Resultados: Força de arrancamento axial e

espessura da cortical óssea final apresentaram diferenças (p<0,01) entre os períodos.

T0 apresentou a maior força de arrancamento e T60 a menor espessura da cortical

óssea final. Houve correlação regular entre força de arrancamento e espessura da

cortical óssea final em T0 (r=0,44; p=0,05). Não houve correlação entre torque de

inserção e força de arrancamento, torque de inserção e espessura da cortical óssea

inicial. Conclusão: A força de arrancamento axial é maior imediatamente após a

inserção dos MI, a espessura da cortical óssea diminui devido à reabsorção óssea e o

torque de inserção não é um método eficaz para prever a retenção de MI.

Palavras-chave: mini-implante, ancoragem, torque de inserção, teste de arrancamento

axial.

INTRODUÇÃO

A ancoragem na Ortodontia é definida como a resistência ao movimento dentário

indesejado.

Uma ancoragem estável pode ser um importante pré-requisito para o

sucesso do tratamento ortodôntico, principalmente em pacientes adultos,

periodontalmente comprometidos e com perdas dentárias, nos quais o controle da

movimentação dentária torna-se difícil

ou naqueles casos onde não há colaboração do

paciente no uso de ancoragens extra-bucais.

Nesses casos, a ancoragem óssea pode

ser um método auxiliar durante o tratamento ortodôntico.

Vários métodos de ancoragem óssea já foram empregados e descritos na

literatura, tais como parafusos de vitalium,

implantes endósseos,

mini-placas,

implantes dentários osseointegráveis na região retromolar,

onplants,

implantes

palatinos,

mini-parafusos

e mini-implantes (MI).

Dentre estes dispositivos, os MI, que foram introduzidos por Kanomi (1997),

têm sido freqüentemente utilizados nos últimos anos, devido às várias vantagens que

apresentam quando comparados aos outros métodos de ancoragem óssea. Os MI são

suficientemente pequenos para serem inseridos em qualquer área do osso alveolar, até

mesmo entre as raízes dentárias, locais que normalmente não aceitariam um implante

osseointegrável de tamanho convencional.

2,10,11

O procedimento cirúrgico para inserção

é de fácil realização, possibilitando rápida cicatrização e remoção quando o paciente ou

o ortodontista desejarem, sem danos irreversíveis.

2,11

Os MI também permitem

aplicação imediata de forças juntamente com a mecânica ortodôntica tradicional,

são

mais baratos e a possibilidade de aplicar carga recente reduz o tempo de tratamento

ortodôntico, quando comparado ao implante convencional.

12,13

Apesar de existir consenso na literatura acerca da possibilidade de usar MI para

ancoragem ortodôntica, o período que se deve aguardar para a aplicação de força é

variável.

14,15

Muitos autores acreditam que é possível submeter os MI a cargas

imediatas,

2,11,16-19

alguns preferem aguardar um período de cicatrização de 2

semanas,

3,12,13

3 semanas,

20,21

4 semanas,

6 semanas,

8 semanas,

semanas,

24,25

6 meses

e até mesmo, sua total osseointegração, apesar de não citar o

tempo necessário para que esta ocorra.

Para iniciar a aplicação de carga nos MI, vários fatores devem ser considerados:

o mecanismo de ancoragem, se direto ou indireto, o desenho do MI, a qualidade e

quantidade óssea no local da inserção, a estabilidade primária e a técnica de

inserção.

14,15,27

A espessura e a densidade da cortical óssea podem variar de acordo com o

paciente e com a região de inserção.

Locais com cortical óssea espessa são

considerados os mais estáveis para inserção dos MI

17,29

e como essa retenção

depende essencialmente da interface osso-metal, quanto maior a quantidade de osso,

melhor será a estabilidade primária.

Assim sendo, se a estabilidade primária for

adequada é possível aplicar carga imediata.

Para avaliar o desempenho biomecânico de parafusos inseridos em tecido

ósseo, métodos como torque de inserção e teste de arrancamento axial são os mais

utilizados na cirurgia ortopédica e bucomaxilofacial.

29,31-37

O torque de inserção é o

resultado da resistência friccional entre as roscas do parafuso e o tecido ósseo e serve

para avaliar a estabilidade primária,

uma vez que a taxa de sucesso dos MI, entre

outros fatores, está relacionada com o torque de inserção.

A força de arrancamento

axial é o resultado da falência do tecido ósseo

e reflete a magnitude da carga axial

que o parafuso suporta antes da ruptura óssea.

Estudos avaliaram a correlação entre

o torque de inserção e a força de arrancamento axial, para verificar se o torque de

inserção poderia ser utilizado para prever a retenção de parafusos de fixação rígida no

tecido ósseo.

31-36

Segundo alguns autores, o torque de inserção e a força de

arrancamento se correlacionaram,

31-33

ao passo que em outras pesquisas essa

correlação não foi observada.

34-36

Verifica-se, portanto, que não existe unanimidade na literatura acerca do período

ideal para se aplicar força no MI e que não há pesquisas que correlacionem o torque de

inserção com a força de arrancamento axial nesse dispositivo. Sendo assim, os

objetivos deste estudo foram avaliar o torque de inserção de MI na mandíbula de cães,

comparar a força de arrancamento axial desses MI aos 0 (imediato), 15 e 60 dias após

sua inserção, determinar a espessura da cortical óssea inicial e final, bem como

analisar as correlacões de todas as variáveis estudadas.

MATERIAL E MÉTODOS

Sessenta mini-implantes (MI) autorosqueáveis de titânio grau 5 (Ti-6Al-4V),

medindo 1,6 mm de diâmetro e 6,0 mm de comprimento, da marca Neodent

(Neodent

Implante Osteointegrável, Curitiba, Brasil), foram inseridos na mandíbula de 10 cães

sem raça definida, machos, adultos jovens, pesando entre 14,5 e 18,2 Kg. Esta

pesquisa foi aprovada pelo Comite de Ética em Pesquisa com Animais. Antes da

inserção dos MI foi realizado um tratamento prévio na cavidade bucal dos cães que

consistiu em remoção do cálculo dentário e controle da placa bacteriana. Os MI foram

inseridos na região posterior da mandíbula dos cães em períodos regressivos: 60 dias

(T60), 15 dias (T15) e imediato (T0), sendo 20 MI (n=20) para cada grupo. Foram

instalados três MI bilateralmente, conforme a Figura 1. Durante o experimento os MI

não receberam aplicação de carga.

Os cães foram pré-anestesiados com ketamina (2 mg/Kg) e xilazina (1 mg/Kg)

via intra-muscular, e a anestesia endovenosa foi obtida com tiopental sódico (2,5

mg/Kg). Os MI foram inseridos pela técnica transmucosa,

obtendo-se uma ancoragem

monocortical. A perfuração óssea foi realizada com fresa de 1,3 mm de diâmetro, o

mais perpendicular possível à superfície óssea vestibular, cerca de 7 mm abaixo do

término da gengiva inserida, a 600 rpm, sob constante refrigeração com soro

fisiológico.

Os MI foram inseridos com chave manual e o rosqueamento final foi

executado com o torquímetro manual digital Instrutherm

TQ-680 (WA Componentes

Eletrônicos, São Paulo, Brasil), que aferiu o torque de inserção máximo (TI), medido em

Ncm. Foram realizadas radiografias periapicais no pré-operatório para demarcar os

locais de inserção e no pós-operatório, para descartar a possibilidade de injúria às

raízes dentárias. A higiene ao redor dos MI foi realizada duas vezes por semana com

solução de clorexidina a 0,2%.

2,18,40

Após a eutanásia dos animais, as mandíbulas

foram removidas cirurgicamente, dissecadas e seccionadas em pequenos blocos. Cada

mini-implante (MI) ficou circundado por aproximadamente 4 mm de tecido ósseo.

blocos ósseos foram enrolados em compressas de gaze embebidas em soro fisiológico

e congelados a -20° C.

Assim permaneceram de 24 a 48 horas até o momento da

confecção dos corpos de prova, quando foram descongelados à temperatura ambiente.

Foram confeccionados dois dispositivos A e B (Fig 2). O dispositivo A foi

desenvolvido para posicionar o bloco ósseo na resina acrílica durante o processo de

embebição, de tal forma, que o MI ficasse alinhado com o eixo da máquina de ensaios

mecânicos e o B, foi utilizado durante o teste biomecânico. A ASTM F1691-96

preconiza este alinhamento para que somente a força de arrancamento no sentido axial

seja registrada. Uma garra foi elaborada para apreensão do MI com o mesmo perfil e

dimensões da sua cabeça. Esta mesma garra foi utilizada para a embebição do bloco

ósseo e para a realização do teste de arrancamento. A resina acrílica auto-polimerizável

foi dispensada dentro do anel metálico e o bloco ósseo contendo o MI, apreendido pela

garra, foi nela submerso de maneira que as suas margens ficassem no mesmo nível da

superfície da resina. Este conjunto foi colocado em um recipiente com água fria para

dissipar a reação exotérmica da resina acrílica. Após a presa da resina, o MI foi solto da

garra e o corpo de prova estava pronto (Fig 3) para ser submetido ao teste de

arrancamento.

O teste de arrancamento axial foi realizado na máquina de ensaios EMIC

500 (Emic Equipamentos e Sistemas de Ensaio Ltda., São José dos Pinhais, Brasil),

utilizando uma célula de carga de 100 Kg/f a uma velocidade constante de 0,05

mm/min. A força de arrancamento máxima (FA) foi obtida e registrada para cada MI em

Newton (N). Após o teste de arrancamento, os corpos de prova foram seccionados pelo

centro da loja óssea deixada pelo MI, transversalmente às raízes dentárias.

Uma

metade de cada corpo de prova foi examinada através de microscópio esterioscópico

Leica Zoom 2000

(Fisher Scientific, EUA) com aumento de 15 vezes, para a medição

da cortical óssea com paquímetro digital Mitutoyo

(CD-15C, Mitutoyo, Japão). A

mensuração da espessura da cortical óssea foi repetida 2 vezes para cada lado do sítio

de descontinuidade. A média obtida entre as medidas dos dois lados do sítio de

inserção do MI representou a espessura da cortical óssea inicial (ECi), mensurada onde

existia integridade da mesma. Para T15 e T60 foi também mensurada a espessura da

cortical final (ECf), uma vez que ocorreu reabsorção óssea na cortical destes dois

grupos. Esta medida foi realizada na região mais próxima ao sítio de arrancamento do

MI (Fig 4). Como em T0 não houve reabsorção óssea, já que era o grupo de aplicação

imediata de força, a ECi e ECf foram iguais.

Obtidos os dados, foram analisados os pressupostos de normalidade pelo teste

de Kolmogorov-Smirnov. Desta forma, foi possível utilizar o teste ANOVA com medidas

repetidas para verificar se havia diferença estatisticamente significante entre os

períodos, para as médias das variáveis (p<0,01). As variáveis que apresentaram

diferença estatisticamente significante, foram submetidas ao teste de comparações

múltiplas Tukey HSD (p<0,05). Para a análise de possíveis correlações entre os pares

de variáveis TI e FA, TI e ECi, FA e ECf em cada período, foi utilizado o coeficiente de

correlação de Pearson (p≤0,05).

RESULTADOS

No decorrer da parte experimental três mini-implantes (MI) foram perdidos, sendo

um do grupo T15 e dois do T60. Portanto, o teste de arrancamento foi realizado em 57

MI e a taxa de sucesso foi de 95%. A média, a mediana, o desvio-padrão e o intervalo

de confiança de cada variável estão demonstrados na Tabela I. Todas as variáveis

apresentaram distribuição normal (p>0,05).

Ao se comparar os valores médios das variáveis nos diferentes períodos, a

ANOVA revelou diferença estatisticamente significante (p<0,01) na força de

arrancamento axial (FA) e na espessura da cortical óssea final (ECf). As variáveis

torque de inserção (TI) e espessura da cortical óssea inicial (ECi) não apresentaram

diferença estatisticamente significante (p>0,05). O valor médio total do TI, entre os três

períodos, foi de 24,54 ± 2,68 Ncm e da ECi foi de 2,65 ± 0,52 mm.

Segundo o teste Tukey HSD (Tabelas II e III), a FA em T0 diferiu de T15 e T60

(p<0,05), que não diferiram entre si (p>0,05). O grupo T0 apresentou a maior média da

FA (331,15 ± 136,15 N), seguido por T15 (242,18 ± 83,71 N) e T60 (224,95 ± 91,33 N).

Para ECf, o grupo T60 diferiu de T0 e T15 (p<0,001), que por sua vez não diferiram

entre si (p>0,05). A menor média da ECf foi encontrada em T60 (1,57 ± 0,63 mm),

quando comparada com T15 (2,38 ± 0,43 mm) e T0 (2,55 ± 0,29 mm).

Houve uma correlação regular e estatisticamente significante entre FA e ECf

apenas em T0 (r=0,44, p=0,05). Em T15 e T60 houve uma correlação positiva, mas não

estatisticamente significante. As correlações entre TI e FA, TI e ECi, não foram

estatisticamente significantes (p>0,05).

DISCUSSÃO

Apesar de não existir consenso em relação ao melhor termo a ser empregado

para os dispositivos de ancoragem ortodôntica temporários, Mah e Bergstrand

afirmaram que “mini-implante” é mais apropriado que “micro-implante” ou “parafuso”.

“Micro” é definido como uma grandeza de 10

-6

e embora o formato e desenho destes

dispositivos sejam parecidos com um parafuso, esse termo poderia ter uma conotação

negativa. Desta forma, foi adotado nesta pesquisa o termo “mini-implante” (MI).

A escolha dos três períodos se baseou nas fases específicas da cicatrização

óssea em cães, correlacionadas com as taxas de reparo ósseo em humanos. Roberts

et al

compararam a duração das fases do ciclo de remodelação óssea nas espécies

coelho, cão e homem, dividindo-as em ativação, reabsorção ativa, latência e formação.

A duração completa desse ciclo é por volta de doze e dezessete semanas em cães e

no homem, respectivamente. Esta remodelação se inicia com uma fase de ativação que

dura horas ou dias, seguida da reabsorção óssea realizada pelos osteoclastos. Este

período de reabsorção perdura por uma semana e meia nos cães e duas semanas no

homem. A fase de latência tem duração de uma semana nos cachorros e uma a duas

semanas no homem, aproximadamente. Nesta fase, os osteoclastos são substituídos

por osteoblastos principiando a fase da neoformação óssea. A matriz osteóide alcança

a superfície do implante na quarta semana em cães e na sexta semana em humanos.

Após aproximadamente dez semanas nos cães e treze semanas no homem, a cavidade

resultante da reabsorção torna-se preenchida por tecido ósseo. Tendo por base esses

parâmetros, os períodos escolhidos nesta pesquisa foram 0 (T0), 15 (T15) e 60 (T60)

dias após a inserção dos MI. O grupo T0 foi escolhido para averiguar a estabilidade

primária. O grupo T15 coincidiu com a fase de latência do ciclo de remodelação óssea e

o grupo T60, com a fase da neoformação óssea nos cães.

O período de armazenamento e as variações nas condições de estocagem do

tecido ósseo podem afetar suas propriedades biomecânicas, porém não existe

diferença entre a realização imediata do teste de arrancamento ou dentro de uma

semana, quando o tecido ósseo é embebido em solução salina e estocado a -20°C.

Desta forma, os espécimes desta pesquisa foram dissecados e os blocos ósseos

seccionados imediatamente após a eutanásia dos animais, enrolados em gaze

embebida em soro fisiológico e permaneceram de 24 a 48 horas congelados a -20°C.

Apesar dos MI serem utilizados clinicamente há quase dez anos, poucos estudos

avaliaram os fatores de risco associados à sua perda e estabilidade.

3,17,44

Nesta

pesquisa a taxa de sucesso dos MI foi de 95% (57 de 60 MI), em concordância com a

porcentagem de 97% encontrada por Deguchi et al

para MI inseridos em cães, que

não receberam carga.

Os fatores que afetam o sucesso dos MI são controversos na literatura, dentre os

quais, pode-se citar inflamação peri-implantar,

3,17,44

diâmetro do MI,

ausência de

mucosa ceratinizada,

torque de inserção,

técnica cirúrgica,

espessura e densidade

da cortical óssea.

Para outros autores, fatores como comprimento,

3,17,44

tipo e

diâmetro do MI,

técnica cirúrgica,

17,44

tempo de espera para aplicação de carga,

17,18,44

idade e sexo do paciente,

17,38,44

local de inserção,

método de aplicação de força

quantidade de força

não interferem no sucesso. As possíveis razões para a perda dos

três MI, podem estar associadas a cinco fatores: técnica cirúrgica, torque de inserção,

espessura da cortical óssea, ausência de mucosa ceratinizada e inflamação peri-

implantar.

A estabilidade primária foi obtida em todos os MI e não houve diferença

estatisticamente significante em relação ao torque de inserção (TI) em T0, T15 e T60. A

média total do TI foi de 24,54 ± 2,68 Ncm, acima da média de 7,2 a 13,5 Ncm

encontrada para humanos.

Tal discrepância, provavelmente, está relacionada à

diferença da espessura da cortical óssea entre as espécies, pois é um dos principais

fatores que interfere no TI e, conseqüentemente, na estabilidade primária,

27,28

apesar de

não ter ocorrido uma correlação entre TI e espessura da cortical óssea inicial (ECi) na

presente pesquisa. Além da qualidade e quantidade do tecido ósseo, o torque de

inserção pode ser influenciado pelo tamanho da perfuração inicial em relação ao

diâmetro interno do parafuso, pelas características do parafuso e da inserção, se

monocortical ou bicortical, se realizada com rotação contínua ou intermitente e se o

parafuso foi inserido num material seco ou molhado.

A média da força de arrancamento axial (FA) obtida neste trabalho foi de 331,15

± 136,15 N no grupo T0. O valor encontrado na literatura para parafusos de 2 mm de

diâmetro e 6 mm de comprimento, inseridos na região posterior da mandíbula de cães,

submetidos ao arrancamento imediato a uma velocidade de 0,05 mm/s é de 388,3 ±

23,1 N.

Estas médias são próximas, porém não podem ser comparadas devido às

diferenças no desenho e diâmetro dos MI empregados nas duas pesquisas e da

velocidade utilizada durante o teste de arrancamento. É possível afirmar, que na

presente pesquisa, a FA não foi influenciada pelo contato entre os MI e as raízes

dentárias, devido às evidências radiográficas e à inspeção visual dos blocos ósseos

seccionados. Acredita-se que a grande variação da FA pode estar associada às

diferenças da qualidade óssea

entre os animais.

Struckhoff et al,

avaliaram se a FA de parafusos após seis semanas era

diferente da força obtida imediatamente após a inserção. Observaram que não houve

diferença estatisticamente significante entre os dois períodos, ao contrário do que

ocorreu na presente pesquisa, na qual foi verificada força estatisticamente maior no

grupo T0, quando comparado com os grupos T15 e T60.

A diminuição da FA encontrada em T15 e T60 pode estar relacionada com as

fases reparacionais do tecido ósseo citadas anteriormente. Em T15 o ciclo do reparo

ósseo nos cães estava na fase de latência, portanto já havia ocorrido reabsorção óssea

pelos osteoclastos enquanto que em T60, estava ocorrendo a formação óssea pelo

depósito da matriz osteóide. Deguchi et al

constataram que o contato ósseo na

interface osso-MI em cães, decresce entre a terceira e sexta semanas após sua

inserção, devido aos eventos de cicatrização. Em T0, as porções periféricas das roscas

estavam em íntimo contato com o tecido ósseo circundante (travamento mecânico),

assegurando a estabilidade primária e por isso o valor da FA encontrado.

Outra possibilidade para a diminuição da FA nos períodos T15 e T60, pode estar

associada com a inflamação peri-implantar ocasionada pelo acúmulo da placa

bacteriana e pela falta da mucosa ceratinizada. A placa bacteriana pode causar

mucosite peri-implantar

e reabsorção do tecido ósseo de suporte ao redor do

implante.

Sinais de mucosite peri-implantar foram evidentes durante todo o

experimento em T15 e T60, mesmo empregando clorexidina 0,2% duas vezes por

semana, que é um método eficaz na prevenção da inflamação.

2,40

Os achados desta

pesquisa estão de acordo com Ericsson et al

que observaram uma gengiva peri-

implantar edemaciada, vermelha e com sangramento à sondagem em cães, 3 meses

após o início de seu experimento. Os MI da presente pesquisa foram inseridos em

mucosa não-ceratinizada devido à falta de espaço entre as raízes dentárias na região

da mucosa ceratinizada, o que pode ter propiciado a resposta encontrada, pois a

ausência desse tipo de mucosa ao redor do MI aumenta significativamente o risco de

inflamação e está associada com alta taxa de perdas.

Como não existem trabalhos na literatura que correlacionem o TI com a FA de

MI, os resultados obtidos nesta pesquisa foram comparados com outros que

empregaram parafusos de fixação óssea rígida. No presente estudo, não foi encontrada

correlação entre TI e FA em nenhum dos períodos, concordando com alguns autores,

34-

apesar de outros trabalhos afirmarem existir correlação.

31-33

A falta de correlação

entre TI e FA pode ser explicada pelas propriedades anisotrópicas do osso, ou seja,

características ósseas desiguais. A morfologia do osso trabecular produz características

mecânicas variadas e em diferentes direções, portanto o TI não deve ser um indicador

da FA.

A média da ECi desta pesquisa foi de 2,65 ± 0,52 mm e está de acordo com a

espessura de aproximadamente 2,41 mm encontrada por Huja et al

para a mesma

região em cães. Não houve diferença estatisticamente significante para a ECi entre T0,

T15 e T60, portanto os diferentes locais utilizados para a inserção dos MI, não

alteraram os resultados desta pesquisa. A espessura da cortical óssea final (ECf) foi

estatisticamente menor em T60 (1,57 ± 0,63 mm) do que em T0 (2,55 ± 0,29 mm) e T15

(2,38 ± 0,43 mm), muito provavelmente devido à reabsorção óssea cervical ocorrida

neste período.

Neste trabalho houve uma correlação regular, estatisticamente significante entre

FA e ECf em T0 (r=0,44, p=0,05), cujos resultados similares (r=0,39, p=0,02) foram

encontrados por Huja et al.

Em T15 e T60 houve uma correlação positiva, mas não foi

estatisticamente significante. Estes resultados podem estar associados às diferentes

densidades nos sítios ósseos implantados, uma vez que a densidade óssea tem um

papel importante na determinação da FA.

O presente estudo não avaliou

qualitativamente o tecido ósseo.

Sabendo que a força necessária para a movimentação dentária na ortodontia

varia de 0,3 a 4N,

o que é muito aquém da força de arrancamento encontrada nesta

pesquisa em T0, T15 e T60, pode-se afirmar que os MI podem receber aplicação de

carga em qualquer um dos períodos avaliados. Sendo assim, sugere-se que

investigações futuras avaliem o tecido ósseo no local da inserção dos MI de forma

qualitativa, aumentando o tempo de reparo ósseo e aplicando carga nos MI em

diferentes períodos, para se estabelecer parâmetros mais confiáveis quanto ao

momento ideal para se empregar força nesses dispositivos.

CONCLUSÕES

• A força de arrancamento axial é maior imediatamente após a inserção do mini-

implante do que após um período de 15 e 60 dias.

• A espessura da cortical óssea diminui com o passar das semanas, devido à

reabsorção óssea ao redor da cabeça dos mini-implantes.

• Os mini-implantes apresentam estabilidade primária adequada quando inseridos

pela técnica transmucosa e com perfuração óssea previamente à sua inserção.

• O torque de inserção não é um método eficaz para prever a retenção de mini-

implantes.

• Não há correlação entre torque de inserção e espessura da cortical óssea inicial.

• Existe correlação regular entre a força de arrancamento axial e a espessura da

cortical óssea final.

Os autores agradecem à Neodent Implante Osteointegrável pela doação dos

mini-implantes, à Renato Cavanha pelo desenvolvimento dos dispositivos e assistência

durante a realização do teste de arrancamento, à Alexsander Golin pela confecção da

garra para apreensão do mini-implante e ao Prof. Dr. Sérgio Aparecido Ignácio pela

análise estatística.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS