Efeito da Topografia Nanoestruturada em Nanocompósitos de Zircônia / Alumina Estabilizada por Cério na Osteogênese e Osseointegração


Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade osteogênica e osseointegrativa do compósito de zircônia / alumina nanoestruturada à base de zircônia policristalina ce-tetragonal (TZP) (Ce-TZP/Al2O3) que foi tratado com ácido fluorídrico (HF). Materiais e Métodos: As células osteogênicas MC3T3-E1 foram cultivadas em discos de titânio condicionado com ácido (AETi) e discos de Ce-TZP/Al2O3 sem tratamento com HF (Zr [0%]), com tratamento com HF a 4% (Zr [4%]), ou com tratamento com HF a 55% (Zr [55%]) durante 24 horas, e as respostas biológicas foram comparadas entre quatro condições in vitro. Mini-implantes de AETi e Zr (55%) foram colocados cirurgicamente no fêmur de ratos. A osseointegração foi avaliada por um teste biomecânico de push-in após 2 e 4 semanas de cicatrização. Resultados: A superfície de Zr (55%) teve a topografia nanoestruturada com maior área superficial e rugosidade, e um extenso corte geográfico como o cristal de cério-zircônia desapareceu da camada superficial e era semelhante à morfologia da superfície de matrizes biomineralizadas. Os estudos de cultura mostraram que os fenótipos de ligação, proliferação, disseminação e funcional de células osteogênicas, como a atividade da fosfatase alcalina e a expressão gênica relacionada ao osso, aumentaram notavelmente na superfície Zr (55%). A força da osseointegração medida usando o teste biomecânico de push-in em um modelo de rato foi mais forte 1,6 vezes para implantes de Zr (55%) do que para implantes AETi. Conclusão: A superfície de Ce-TZP/Al2O3 nanoestruturada aumentou substancialmente a resposta osteogênica in vitro e a capacidade de osseointegração in vivo, o que sugere sua potencial aplicação clínica como um novo material de implante.