Sociedad Iberoamericana de Información Científica |
Volumen 10, Número 2, 2002 |
Expertos invitados |
CIMENTOS
DE FOSFATO DE CÃLCIO PARA RECONSTRUÇÃO ÓSSEA |
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Campinas, São Paulo, Brasil
(especial para SIIC)
Desde seu surgimento no mercado, no início dos anos 80, as cerâmicas de fosfato de cálcio, especialmente a hidroxiapatita, foram consideradas os materiais por excelência para a remodelação e reconstrução de defeitos ósseos. Introdução Essa preferência se deve principalmente por suas inigualáveis propriedades de biocompatibilidade, bioatividade e osteocondutividade, o que significa que ao serem implantadas no sítio ósseo, não induzem resposta imunológica, são 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 aplicação clínica, surgiram registros de algumas desvantagens das cerâmicas de fosfato de cálcio. Elas podem ser encontradas nas formas de blocos ou granulados; os blocos são fabricados com formas pré determinadas e padronizadas; os granulados apresentam o risco de migrarem além do sítio de implantação podendo alcançar o tecido mole e provocar reações granulomatosas e até mesmo sua expulsão para fora do organismo (Driessens et al., 1997). Estas desvantagens estariam ausentes se um material tivesse composição similar a das cerâmicas 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 resistência mecânica de tal forma a não permitir que o material migrasse para locais externos ao de implantação. Essas possibilidades e outras de interesse são apresentadas nos Cimentos de Fosfatos de Cálcio (CFCs), recentemente apresentado no mercado especializado.
O que são os CFCs? O pó pode estar composto por um ou vários fosfatos de cálcio, outros sais de cálcio e certos aditivos orgânicos. Por sua vez, o líquido pode ser água ou soluções aquosas de compostos de cálcio ou fosfato, também podem conter certos aditivos orgânicos (Chow, 1998). Ao obter a mistura dos componentes sólido e líquido de um CFC, inicia-se a dissolução dos compostos presentes no pó e a precipitação de novos compostos. Esse novo precipitado composto por cristais microscópicos forma um emaranhado que proporciona resistência mecânica ao sistema. Na figura 1 pode-se observar a foto obtida por microscopia eletrônica de varredura mostrando a disposição cristalina de um CFC baseado no sistema (-fosfato tricálcico/hidrogeno fosfato de sódio/água, cujo produto de reação é hidroxiapatita deficiente em cálcio (CDHA), similar à hidroxiapatita biológica (Carrodéguas et al., 1999).
Conceitualmente, os CFCs foram apresentados pela primeira vez como possíveis materiais de restauração 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 então, 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 reconstrução ou remodelação óssea são a facilidade de manipulação 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 implantação. Além disto, os CFCs diferenciam-se dos outros cimentos ósseos não aquecendo nem expandindo durante o processo de endurecimento, evitando assim a necrose tecidual no sítio de implantação (Driessens et al., 1997).
Principais tipos de CFCs 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 são: curar e endurecer in vivo em um tempo razoável, possuir uma resistência mecânica apropriada durante o período requerido, pH neutro (6,5-8,5) durante e depois da cura para evitar efeitos citotóxicos, fácil manipulação, ausência de toxicidade, perfeita adesão ao tecido ósseo e ausência de características alergênicas 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 discussão dos resultados encontrados em literatura para estes tipos de CFCs.
CFCs de hidroxiapatita Estudos posteriores têm melhorado consideravelmente as propriedades destes cimentos e facilitado o seu uso clínico. A adição de Na2HPO4 à parte líquida do cimento provoca a diminuição do tempo necessário para o seu endurecimento para 5 min. contra os 30 min. necessários no cimento convencional (Chow et al., 1994). A adição de aproximadamente 2% de hidroxipropil metilcelulose, alginato de sódio e outros agentes gelificantes à parte líquida melhora a coesão da pasta tornando-a mais resistente à desintegração em meio aquoso ou corpóreo no sítio de implantação imediatamente após a mistura. Alguns destes aditivos aumentam o tempo de cura, o que pode ser compensado mediante o uso de uma solução de fosfato como parte do líquido (Cherng et al., 1995; Ishikawa et al., 1995). Outros cimentos cujo produto de cura seja hidroxiapatita (HA), são os que tem como componente principal (-fosfato tricálcico ((-TCP). Entre eles destacamtlheight226 do cimento provoca a diminuição do tempo necessário para o seu endurecimento para 5 min. contra os 30 min. necessários no cimento convencional (Chow et al., 1994). A adição de aproximadamente 2% de hidroxipropil metilcelulose, alginato de sódio e outros agentes gelificantes à parte líquida melhora a coesão da pasta tornando-a mais resistente à desintegração em meio aquoso ou corpóreo no sítio de implantação imediatamente após a mistura. Alguns destes aditivos aumentam o tempo de cura, o que pode ser compensado mediante o uso de uma solução 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 solução 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 resistência a compressão de 35 Mpa. Ambos os cimentos obtiveram bons resultados nas avaliações 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 resistência a compressão 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 resistência mecânica 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 adião de pequenas quantidades de HA e a utilização de uma suspensão contendo HA e DCPD a qual ainda adicionou-se NaF e MCPM (Mirtchi et al., 1991).
Cimentos de fosfato dicálcico
dihidratado Um segundo sistema constituído por (-TCP e uma solução de H3PO4 como líquido, apresenta melhores propriedades físico-mecânicas 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 resistência mecânica do cimento poderiam ser ajustadas adicionando-se pequenas quantidades de íons sulfato, citrato e pirofosfato no líquido de mistura (Bohner et al., 1996).
CFCs comerciais Tabela 1. Algumas propriedades de CFCs comerciais (Driessens et al., 1998).
a -TCP: a -fosfato tricálcico; DCPA: hidrogeno fosfato de cálcio anidro; HA: hidroxiapatita; TTCP: fosfato tetracálcico; I: injetabilidade; tI: tempo de cura inicial; tF: tempo de cura final. Comportamento in vivo Genericamente, os CFCs comportam-se in vivo de maneira semelhante as biocerâmicas de (-fosfato tricálcico, ou seja, são absorvidos devido a atividade osteoclástica, formando ao mesmo tempo novo tecido ósseo na interface osso-implante. Desta forma os CFCs não 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 fenômeno ocorre depende fortemente do tipo de CFC, do sítio de implantação e da idade do indivíduo receptor, entre outros fatores (Driessens et al., 1998).
Aplicações clínicas Tabela 2. Aplicações clínicas dos CFCs.
E: fase experimental em modelos animais; C: fase clínica em humanos Tendências futuras O desenvolvimento de CFC com elevada resistência mecânica é outro campo de investigação no qual deve-se obter resultados interessantes nos próximos anos. A otimização da microestrutura (Ishikawa and Asaoka, 1995; Fernández et al., 1998), reforço com fibras (Santos et al., 1999) e os CFCs de dupla pega (Santos et al., 1999; Carrodéguas et al., 1999) são vias que estão sendo recentemente exploradas para atingir esse objetivo. Além disto deverão ser desenvolvidos CFCs injetáveis e blocos contendo macroporosidade para melhorar a osteocondução. 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 não conformada (Miyamoto et al, 1999), devido à desagregação de partículas do pó do cimento. Além disto blocos de cimento de fosfato de cálcio apresentam a vantagem de serem absorvidos, o que normalmente não ocorre com os blocos de fosfato de cálcio comerciais, em virtude da utilização de altas temperaturas na sua obtenção.
Comentários finais 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 aplicações.
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CINTURONES DE SEGURIDAD Y FRACTURAS |
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ENTREVISTA: LA FLUORACIÓN DEL AGUA DE CONSUMO REDUCE EL RIESGO DE FRACTURAS EN LAS MUJERES DE EDAD AVANZADA |
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Las sales de flúor han demostrado ser útiles para pacientes con osteoporosis leve a moderada. Su acción es fundamentalmente la de incrementar el contenido mineral óseo, en pacientes sin excesivo deterioro de la microarquitectura esquelética. La adición de flúor al agua de consumo es una estrategia utilizada para la prevención de la caries y de otras enfermedades dentales. El papel de este mineral en la densidad mineral ósea y en la prevención de fracturas en personas sanas, por otra parte, ha sido eje de controversias. La doctora Kathy Phipps, de la School of Dentristy de la Oregon Health Sciences University, estudia el efecto del consumo de agua con flúor a largo plazo, especialmente entre las mujeres de edad avanzada. Sus trabajos han sido publicados en el Journal of Dental Research y en el British Medical Journal. Consultada por SIIC-aSNC sobre este tema, la experta señaló los aspectos más importantes de su trabajo. SIIC: Doctora Phipps, ¿por qué se adiciona flúor al agua de consumo? Dra. Kathy Phipps: El objetivo principal de la fluoración del agua es la prevención de las enfermedades dentales, tanto en los niños como en los adultos. SIIC: ¿Cómo afecta el flúor a la densidad mineral ósea? K.P.: En términos simples, el fluoruro aumenta la actividad osteoblástica, y por lo tanto aumenta el depósito óseo por efecto de los osteoblastos. SIIC: ¿Cuáles son los factores de riesgo conocidos para la osteoporosis y las fracturas en las mujeres de edad avanzada? K.P.: Los factores de riesgo primarios para la osteoporosis son los niveles reducidos de estrógenos, la raza o etnia (dado que las mujeres caucásicas y las asiáticas tienen un riesgo mayor), el tabaquismo, la complexión delgada, y los antecedentes familiares de osteoporosis y fracturas. SIIC: ¿Cuáles eran las características de las mujeres que ustedes estudiaron? K.P.: Nuestro grupo de estudio estuvo formado por mujeres mayores de 65 años, de raza blanca, que podían deambular. Ninguna de ellas había sido sometida previamente al reemplazo bilateral de la cadera. SIIC: ¿Qué métodos se utilizaron? K.P.: Las mujeres ingresaron en el estudio entre 1984 y 1986, y recibieron un seguimiento de aproximadamente 7 años. En ese período, evaluamos la densidad mineral ósea y la presencia de fracturas. Solamente las fracturas confirmadas por un radiólogo fueron consideradas. Además, las mujeres completaron un cuestionario sobre los lugares en los que habían residido, y nosotros determinamos en cada caso si el agua de consumo era fluorada (0.7 ppm de flúor o más) o no (menos de 0.7 ppm). SIIC: ¿Cuáles fueron los resultados de la investigación? K.P.: Hallamos que las mujeres que habían estado expuestas al agua fluorada durante un largo plazo (20 años o más) tenían una densidad mineral ósea mayor en la cadera y en la columna vertebral, y una menor tasa de fracturas en ambas localizaciones. SIIC: De acuerdo con estos resultados, ¿cuáles fueron sus conclusiones? K.P.: En términos de la salud ósea, la fluoración del agua es un método seguro para la prevención de la caries dental, y adicionalmente puede reducir el riesgo de sufrir fracturas. SIIC: ¿En qué casos cree que debe recomendarse la fluoración del agua? K.P.: Yo recomendaría la fluoración en todas las comunidades con un elevado índice de enfermedades dentales y de caries. Los hallazgos de la doctora Phipps y su grupo de trabajo sugieren que el consumo de flúor puede tener un efecto protector frente a la aparición de osteoporosis y fracturas. Este beneficio, entonces, se sumaría al buscado con su adición en el agua, de prevención de las enfermedades dentales.
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