Avaliação da citotoxicidade e da liberação iônica de mini-implantes ortodônticos

Abstract

The aim of this study was to investigate the biocompatibility of new and corroded miniscrews (MSs) through the evaluation of cell toxicity in vitro and of ion release in vivo. Saccharomyces Cerevisiae yeast was used as a eukaryotic microbiological model for the cytotoxicity assay. Qualitative and quantitative tests were carried out using the wild strain FF18733. In addition, direct exposure (in liquid YPD culture) and indirect exposure tests (using artificial saliva previously exposed to the MSs) were carried out using new MSs and MSs with sodium fluoride (NaF at 0. 0125%, 0. 025% and 0. 05%) and used in vivo. Photomicrographs with scanning electron microscopy (SEM) were obtained for the new and used MSs. As a result, the wild strain FF 18733 showed a reduction in cell viability in the direct exposure to one and two new MSs. However, this reduction was not significant. The results for indirect exposure showed that there were no significant differences between new and used MSs and the control groups. Moreover, exposure to NaF did not induce corrosion of MSs sufficient to lead to significant cell toxicity in the yeast. Despite the slight corrosion revealed by the photomicrographs, there was no significant loss of cell viability in the strains of S. cerevisiae tested. This demonstrates that the components of MSs (Ti-6Al-4V) did not significantly alter the yeast metabolism, indicating that the MSs tested present good biocompatibility for use in orthodontic clinics. The aim of the in situ study was to compare the levels of several metallic ions released in the saliva of patients undergoing orthodontic treatment with MSs. The experimental group was made up of 20 individuals who were within the 6th and 8th months of treatment. Saliva from each patient was collected at four different timepoints: before MS placement (T1), 10 minutes (T2), 7 days (T3) and 30 days (T4) after MS placement. Saliva samples were analyzed by spectrometry (ICP- MS - inductively coupled plasma mass spectrometry; and ICP-OES - inductively coupled plasma optical emission spectrometry).The release of nine different metal ions was observed: titanium (Ti), zinc (Zn), chromium (Cr), nickel (Ni), iron (Fe), copper (Cu), aluminum (Al), vanadium (V), and cobalt (Co). Data were analyzed by descriptive statistics and tests for normality (Shapiro-Wilk). The metal ion concentrations in the saliva at the four different timepoints were compared using the Wilcoxon test (α=95%). At T4, there was a quantitative increase in the salivary concentration of Cu, Ti, V and Zn and a quantitative decrease in Al, Co, Cr, Fe and Ni, when compared to T1. However, there were no statistically significant differences in the metal concentrations. Therefore, it can be concluded that the use of orthodontic appliances with MSs does not lead to an increase, significative statistically, in salivary metal concentrations.

Propôs-se neste trabalho avaliar a biocompatibilidade dos mini-implantes ortodônticos novos e utilizados em tratamento ortodôntico por meio da aplicação de testes avaliativos de toxicidade celular in vitro e de liberação iônica in vivo. O ensaio de citotoxicidade foi através da levedura Saccharomyces Cerevisiae que é um modelo microbiológico eucariótico. Foram realizados testes qualitativos e quantitativos, com a cepa selvagem FF18733 desta levedura. Foram executados testes de exposição direta (em meio de cultura YPD líquido) e testes de exposição indireta utilizando: MIs novos, MIs expostos ao fluoreto de sódio (NaF a 0,0125%, 0,025% e 0,05%), e MIs utilizados in vivo. Foram realizadas fotomicrografias com microscopia eletrônica de varredura (MEV) nos MIs utilizados in vivo e novos. Como resultado, a cepa selvagem FF 18733 mostrou uma diminuição de sua sobrevivência nos experimentos de exposição direta a um e a dois mini-implantes novos. No entanto, tal sensibilidade não se mostrou significativa. Os resultados de exposição à saliva artificial de novos, bem como todos os resultados referentes aos usados, não indicaram diferenças em relação aos controles. Da mesma forma, a exposição ao NaF não induziu, nos MIs, uma corrosão suficiente para causar toxicidade celular significativa nesta levedura. Apesar da corrosão leve apresentada nas fotomicrografias, não foram observadas induções de perda de viabilidade celular significativas na cepa testada de S. cerevisiae a partir dos componentes da liga (Ti-6Al-4V) dos MIs ortodônticos. Evidenciou-se, assim, que tais componentes não alteram de forma importante o metabolismo da levedura, indicando que os MIs testados tendem a apresentar uma boa biocompatibilidade para uso em clínica ortodôntica. No estudo in situ, o objetivo foi examinar e comparar os níveis de vários íons metálicos liberados na saliva de pacientes em tratamento ortodôntico e que iriam necessitar de tratamento envolvendo o uso de miniimplante. A amostra foi composta por 20 indivíduos que estavam entre o sexto e o oitavo mês de tratamento ortodôntico. A saliva de cada paciente foi coletada em 4 tempos diferentes: antes da inserção do MI (T1), 10 minutos (T2), 7 dias (T3) e 30 dias (T4) após a instalação do MI. As amostras salivares foram analisadas através de espectrometria (ICP- MS - inductively coupled plasma mass spectrometry; e ICP-OES - inductively coupled plasma optical emission spectrometry). A liberação de nove diferentes ions metálicos foram observados: titânio (Ti), zinco (Zn), cromo (Cr), níquel (Ni), ferro (Fe), cobre (Cu), alumínio (Al) e cobalto (Co). Os dados foram analisados através de estatística descritiva e testes de normalidade (Shapiro-Wilk). A concentração de ions metálicos na saliva nos quatro tempos diferentes de tratamento com MI foi comparado usando o teste de Wilcoxon (α=95%). No tempo T4, houve um aumento quantitativo na concentração salivar de Cu, Ti, V, Zn, bem como um decréscimo quantitativo na concentração salivar de Al, Co, Cr, Fe, Ni, quanto comparados ao grupo T1. No entanto, não houve diferenças estatisticamente significativas entre as concentrações de metais. Logo, pode ser concluído que a colocação de aparelho ortodôntico associado ao uso de mini-implante ortodôntico não leva a um aumento, estatisticamente significativo, na concentração de ions metálicos na saliva.