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IntroduƒËo Essa prefer„ncia se deve principalmente por suas inigualáveis propriedades de biocompatibilidade, bioatividade e osteocondutividade, o que significa que ao serem implantadas no sítio ósseo, nËo induzem resposta imunológica, sËo capazes de ligar-se diretamente ao tecido ósseo e permitem o crescimento do osso ao longo de sua superfície (LeGeros, 1991).Após duas décadas do início de sua aplicaƒËo clínica, surgiram registros de algumas desvantagens das cer?micas de fosfato de cálcio. Elas podem ser encontradas nas formas de blocos ou granulados; os blocos sËo fabricados com formas pré determinadas e padronizadas; os granulados apresentam o risco de migrarem além do sítio de implantaƒËo podendo alcanƒar o tecido mole e provocar reaƒões granulomatosas e até mesmo sua expulsËo para fora do organismo (Driessens et al., 1997).Estas desvantagens estariam ausentes se um material tivesse composiƒËo similar a das cer?micas de fosfato de cálcio, e portanto, exibissem propriedades de biocompatibilidade, bioatividade e osteocondutividade, que fosse moldável na forma e dimensões do defeito ósseo que se pretendesse corrigir e que adquirisse resist„ncia mec?nica de tal forma a nËo permitir que o material migrasse para locais externos ao de implantaƒËo. Essas possibilidades e outras de interesse sËo apresentadas nos Cimentos de Fosfatos de Cálcio (CFCs), recentemente apresentado no mercado especializado.O que sËo os CFCsOs CFCs sËo materiais constituídos por um pó e um líquido, os quais, ao serem misturados formam uma pasta que endurece espontaneamente a temperatura ambiente ou corporal como resultado da precipitaƒËo de um ou vários fosfatos de cálcio (Driessens et al., 1998).O pó pode estar composto por um ou vários fosfatos de cálcio, outros sais de cálcio e certos aditivos org?nicos. Por sua vez, o líquido pode ser água ou soluƒões aquosas de compostos de cálcio ou fosfato, também podem conter certos aditivos org?nicos (Chow, 1998).Ao obter a mistura dos componentes sólido e líquido de um CFC, inicia-se a dissoluƒËo dos compostos presentes no pó e a precipitaƒËo de novos compostos. Esse novo precipitado composto por cristais microscópicos forma um emaranhado que proporciona resist„ncia mec?nica ao sistema. Na figura 1 pode-se observar a foto obtida por microscopia eletrŠnica de varredura mostrando a disposiƒËo cristalina de um CFC baseado no sistema (-fosfato tricálcico/hidrogeno fosfato de sódio/água, cujo produto de reaƒËo é hidroxiapatita deficiente em cálcio (CDHA), similar é hidroxiapatita biológica (Carrodéguas et al., 1999).(INSERTAR FIGURA 1)Figura 1. Microscopia eletrŠnica de varredura (MEV) da superfície de fratura de um CFC do sistema (-fosfato tricálcico/ hidrogeno fosfato de sódio/água, cujo produto de reaƒËo é hidroxiapatita deficiente em cálcio (CDHA) (após 24 horas em fluído plasmático simulado a 37 °C).Conceitualmente, os CFCs foram apresentados pela primeira vez como possíveis materiais de restauraƒËo dentária em 1982 (LeGeros et al., 1982), mas apenas em 1987 foi desenvolvido o primeiro CFC baseado em fosfato tetracálcico (TTCP) e fosfato dicálcico dihidratado ou anidro (DCPD, DCPA) (Brown & Chow, 1987). Desde entËo, existem mais de 130 artigos científicos publicados sobre CFC e sistemas relacionados, e um número ainda maior de resumos apresentados em congressos especializados (Chow, 1998).As características que determinam os CFCs como biomateriais atrativos para a reconstruƒËo ou remodelaƒËo óssea sËo a facilidade de manipulaƒËo e moldagem sem ter que dar forma prévia ao implante, adaptando-se totalmente a forma da cavidade óssea,obtendo um íntimo contato entre o osso e o cimento desde os primeiros estágios da implantaƒËo. Além disto, os CFCs diferenciam-se dos outros cimentos ósseos nËo aquecendo nem expandindo durante o processo de endurecimento, evitando assim a necrose tecidual no sítio de implantaƒËo (Driessens et al., 1997).Principais tipos de CFCsSËo sete os diferentes tipos de CFCs possíveis, de acordo com o tipo de fosfato de cálcio precipitado conforme o sistema ternário Ca(OH)2-H3PO4-H2O (Driessens et al., 1997). Entretanto devido é citotoxicidade de alguns compostos de fosfato de cálcio, devido aos valores de pH em meio aquoso destes compostos, os cimentos contendo hidroxiapatita deficiente em cálcio (CDHA) e fosfato octacálcico (OCP) sËo os mais convenientes para uso. Entretanto modificaƒões na composiƒËo do cimento podem ser feitas para permitir o controle do pH através da adiƒËo principalmente de sais de cálcio ácidos ou básicos, razËo pela qual existem outros tipos de cimentos de fosfato de cálcio que sËo baseados em outras fases além da CDHA e OCP.Do ponto de vista clínico existem certos requisitos que um cimento ósseo deve cumprir, o que reduz ainda mais os tipos de CFCs de interesse clínico. Esses requisitos sËo: curar e endurecer in vivo em um tempo razoável, possuir uma resist„ncia mec?nica apropriada durante o período requerido, pH neutro (6,5-8,5) durante e depois da cura para evitar efeitos citotóxicos, fácil manipulaƒËo, aus„ncia de toxicidade, perfeita adesËo ao tecido ósseo e aus„ncia de características alerg„nicas e cancerígenas (Lemaitre et al., 1987; Driessens et al., 1997).Os principais CFCs desenvolvidos até o momento e que por sua vez cumprem os requisitos anteriores podem se classificar de acordo com o composto formado durante a cura em cimentos de hidroxiapatita e cimentos de fosfato dicálcico dihidratado. A seguir, será dada uma breve discussËo dos resultados encontrados em literatura para estes tipos de CFCs.CFCs de hidroxiapatitaEste tipo de cimento foi desenvolvido por Brown e Chow na metade da década de 80 (Brown and Chow, 1985). Misturas de fosfato tetracálcico (TTCP) e hidrogeno fosfato de cálcio, dihidratado e anidro (DCPD e DCPA, respectivamente), em proporƒËo molar 1:1, reagem ao adicionar-se água para formar hidroxiapatita (HA), como um único produto da reaƒËo. Esse cimento endurece em torno de 30 min., seu pH varia de 7,5 a 8,5 e desenvolve uma resist„ncia a compressËo de 60MPa em 24 horas (Chow et al., 1991).Estudos posteriores t„m melhorado consideravelmente as propriedades destes cimentos e facilitado o seu uso clínico. A adiƒËo de Na2HPO4 é parte líquida do cimento provoca a diminuiƒËo do tempo necessário para o seu endurecimento para 5 min. contra os 30 min. necessários no cimento convencional (Chow et al., 1994). A adiƒËo de aproximadamente 2% de hidroxipropil metilcelulose, alginato de sódio e outros agentes gelificantes é parte líquida melhora a coesËo da pasta tornando-a mais resistente é desintegraƒËo em meio aquoso ou corpóreo no sítio de implantaƒËo imediatamente após a mistura. Alguns destes aditivos aumentam o tempo de cura, o que pode ser compensado mediante o uso de uma soluƒËo de fosfato como parte do líquido (Cherng et al., 1995; Ishikawa et al., 1995).Outros cimentos cujo produto de cura seja hidroxiapatita (HA), sËo os que tem como componente principal (-fosfato tricálcico ((-TCP). Entre eles destacamtlheight226 do cimento provoca a diminuiƒËo do tempo necessário para o seu endurecimento para 5 min. contra os 30 min. necessários no cimento convencional (Chow et al., 1994). A adiƒËo de aproximadamente 2% de hidroxipropil metilcelulose, alginato de sódio e outros agentes gelificantes é parte líquida melhora a coesËo da pasta tornando-a mais resistente é desintegraƒËo em meio aquoso ou corpóreo no sítio de implantaƒËo imediatamente após a mistura. Alguns destes aditivos aumentam o tempo de cura, o que pode ser compensado mediante o uso de uma soluƒËo de fosfato como parte do líquido (Cherng et al., -se o cimento desenvolvido por Ginebra (Ginebra et al., 1997), constituído por (-TCP e (-TCP (17%), HA (2%) e uma soluƒËo de Na2HPO4 a 2,5% , outro constituído por (-TCP, DCPA, CaCO3 (CC) e HA (Driessen et al., 1997). Este cimento endurece aos 17 min. e apresenta uma resist„ncia a compressËo de 35 Mpa. Ambos os cimentos obtiveram bons resultados nas avaliaƒões in vivo (Driessen et al., 1997; Ginebra et al., 1995).Um outro cimento de (-TCP desenvolvido é o constituído por (-TCP, CC e dihidrogeno fosfato de cálcio monohidratado (MCPM) (Morgan et al., 1997). Este cimento após 24 horas desenvolve uma resist„ncia a compressËo de 55 MPa. Constantz e colaboradores (Constantz et al., 1991) desenvolveram um cimento de HA misturando quantidades apropriadas de H3PO4 ou MCPM com TTCP. O tempo de cura ficou na faixa de 6 a 11 minutos e a resist„ncia mec?nica entre 15 e 92 MPa.Mirtchi e colaboradores (Mirtchi et al., 1990) prepararam um cimento de HA a partir do sistema formado por (-TCP, DCPD e CC com água como líquido de mistura. A cura deste sistema foi muito lenta, o que tentaram diminuir através da adiËo de pequenas quantidades de HA e a utilizaƒËo de uma suspensËo contendo HA e DCPD a qual ainda adicionou-se NaF e MCPM (Mirtchi et al., 1991).Cimentos de fosfato dicálcico dihidratadoDentro deste grupo encontram-se dois tipos de cimentos. O primeiro formado pelo sistema (-TCP, MCPM e água como parte líquida (Mirtchi et al., 1989). Este cimento tem uma cura relativamente rápida, porém com a adiƒËo de sulfato de cálcio hemihidratado (CSH) e pirofosfato de cálcio pode-se aumentar o tempo de cura para até 10 min, assim como a resist„ncia mec?nicado cimento, sendo que, a resist„ncia a traƒËo (compressËo diametral) é de 3 MPa (Mirtchi et al., 1989a).Um segundo sistema constituído por (-TCP e uma soluƒËo de H3PO4 como líquido, apresenta melhores propriedades físico-mec?nicas que o sistema anteriormente citado (Bohner and Lemaitre, 1993). Este sistema também endurece rapidamente. Com estudos posteriores observou-se que, o tempo de cura e a resist„ncia mec?nica do cimento poderiam ser ajustadas adicionando-se pequenas quantidades de íons sulfato, citrato e pirofosfato no líquido de mistura (Bohner et al., 1996).CFCs comerciaisSËo conhecidos no mercado diversos fabricantes de CFCs comerciais, todas recentemente lanƒadas (Driessens et al, 1998; Bohner, 2000): Norian SRS, Norian CRS e Fracture Grout (Norian Corp., Cupertino, CA, USA), Cementek (Teknimed S.A., Vic en Bigorre, Franƒa); Biocement D e Biobone (Merck Biomaterial, Darmstadt, Alemanha); (-BSM (ETEX); Embarc (Lorenz Cirurgical); Bonesource (Leibinger); Biopax (Mitsubishi Materials). Em estudos comparativos de algumas propriedades desses cimentos, observa-se que, o Biocement D tem propriedades superiores (ver Tabela 1), seguido do Norian SRS e pelo Cementek, nessa ordem (Driessens et al., 1998), entretanto faltam ainda estudos publicados a respeito dos cimentos de fosfato de cálcio de todos os fabricantes.(INSERTAR TABELA 1)Comportamento in vivoO comportamento biológico in vivo dos CFCs tem sido exaustivamente estudado em diversos modelos animais (Fujikawa et al., 1995; Yoshimine et al., 1993; Horioglu et al., 1995; Lemaitre et al., 1992; Ohura et al., 1996; Munting et al., 1993).Genericamente, os CFCs comportam-se in vivo de maneira semelhante as biocer?micas de (-fosfato tricálcico, ou seja, sËo absorvidos devido a atividade osteoclástica, formando ao mesmo tempo novo tecido ósseo na interface osso-implante. Desta forma os CFCs nËo atuam como substitutos permanentes do osso, mas apenas temporários, sendo lentamente substituídos por tecido ósseo neoformado. Este comportamento típico tem sido denominado de osteotransdutividade. A velocidade em que esse fenŠmeno ocorre depende fortemente do tipo de CFC, do sítio de implantaƒËo e da idade do indivíduo receptor, entre outros fatores (Driessens et al., 1998).Aplicaƒões clínicasA experi„ncia clínica com o uso do CFC é ainda relativamente escassa, devido a seu recente surgimento. Na Tabela 2 estËo listados os diferentes usos clínicos dos CFCs (Driessens, 1998).(INSETAR TABELA 2)Tend„ncias futurasO emprego dos CFCs como matrizes portadoras para liberaƒËo in situ de diversos princípios ativos é uma das perspectivas para experimentaƒËo clínica nos próximos anos. Tem sido desenhado e estudado in vitro e em modelos animais sistemas baseados em CFC para a liberaƒËo in situ de proteína óssea morfogenética (Kamegai et al., 1994), agentes anticancerígenos (Otsuka et al., 1994; Otsuka et al., 1995), antibióticos (Otsuka et al., 1990; Yu et al., 1992; Tung, 1995; Bohner et al., 1997), polipeptídios (Otsuka et al., 1994a) e anti-inflamatórios (Otsuka et al., 1994b; Otsuka et al., 1994c).O desenvolvimento de CFC com elevada resist„ncia mec?nica é outro campo de investigaƒËo no qual deve-se obter resultados interessantes nos próximos anos. A otimizaƒËo da microestrutura (Ishikawa and Asaoka, 1995; Fernández et al., 1998), reforƒo com fibras (Santos et al., 1999) e os CFCs de dupla pega (Santos et al., 1999; Carrodéguas et al., 1999) sËo vias que estËo sendo recentemente exploradas para atingir esse objetivo. Além disto deverËo ser desenvolvidos CFCs injetáveis e blocos contendo macroporosidade para melhorar a osteoconduƒËo. O desenvolvimento de blocos com porosidade controlada parece ser o principal desenvolvimento futuro dos CFCs em virtude da resposta inflamatória desenvolvida quando o material é empregado na forma nËo conformada (Miyamoto et al, 1999), devido é desagregaƒËo de partículas do pó do cimento. Além disto blocos de cimento de fosfato de cálcio apresentam a vantagem de serem absorvidos, o que normalmente nËo ocorre com os blocos de fosfato de cálcio comerciais, em virtude da utilizaƒËo de altas temperaturas na sua obtenƒËo. Comentários finaisNos últimos tempos os CFCs comeƒaram a competir no mercado de biomateriais para remodelaƒËo ou reconstruƒËo óssea em decorr„ncia de certas vantagens por eles apresentados com relaƒËo aos biomateriais tradicionais. Além de facilidade de manipulaƒËo, injetabilidade e adaptaƒËo ao defeito ósseo, alguns dos CFCs desenvolvem resist„ncias a compressËo similares ou até mesmo superiores ao do osso esponjoso (~30MPa). Seu comportamento in vivo pode ser descrito com um termo de recente criaƒËo: osteotransdutividade. A osteotransduƒËo implica em biodegradaƒËo e substituiƒËo por novo osso, de forma simult?nea. A velocidade da osteotransduƒËo dos CFCs é fortemente influenciada pelo local de implantaƒËo, idade do indivíduo receptor e o tipo de CFC.Espera-se para um futuro próximo o aumento do uso clínico dos cimentos comerciais já existentes e o surgimento de novos CFCs com melhores propriedades e novas aplicaƒões.BibliografíaBohner M. (2000) Injury, Int. Care Injured 31S:D37-47.Bohner M and Lemaitre J. (1993) Proc. Third Euro-Ceramics, 95-100. Bohner M, Lemaitre J and Ring TA. (1996) J. Am. Ceram. Soc. 79(6):1427-1434. Bohner M, Lemaitre J, Van Landuyt P, Zambelli PI, Merkle HP and Gander B. (1997) J. Pharm. Sci. 86(5):565-572. Brown WE and Chow LC. (1985) US Patent 4,518,430, May 21. Brown WE and Chow LC. (1987) In: Cements Research. Progress 1986. Brown P.W. (ed.) 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Conclusión breve
Principal: Ortopedia y Traumatología, 