Avaliação da resistência à flexão de mini-implantes desenvolvidos para ancoragem esquelética do... por Klaus Barretto dos Santos Lopes Batista - Versão HTML

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

FACULDADE DE ODONTOLOGIA

KLAUS BARRETTO LOPES

Avaliação da resistência à flexão de mini-implantes desenvolvidos

para ancoragem esquelética do aparelho de Herbst

Estudo em Minipig br1

São Paulo

2010

Klaus Barretto Lopes

Avaliação da resistência à flexão de mini-implantes desenvolvidos

para ancoragem esquelética do aparelho de Herbst

Estudo em Minipig br1

Tese apresentada à Faculdade de Odontologia

da Universidade de São Paulo para obtenção

do título de Doutor em Ciências

Odontológicas.

Área de Concentração: Ortodontia.

Orientadora: Profª. Drª. Gladys Cristina

Dominguez Rodriguez-Morea

São Paulo

2010

Autorizo a reprodução e divulgação total ou parcial deste trabalho, por qualquer meio convencional ou

eletrônico, para fins de estudo e pesquisa, desde que citada a fonte.

Catalogação da Publicação

Serviço de Documentação Odontológica

Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo

Lopes, Klaus Barretto

Avaliação da resistência à flexão de mini-implantes desenvolvidos para

ancoragem esquelética do aparelho de Herbst: estudo em Minipig br1 / Klaus

Barretto Lopes; orientador Gladys Cristina Dominguez Rodriguez Morea. -- São

Paulo, 2010.

88p. : fig.; 30 cm.

Tese (Doutorado) -- Programa de Pós-Graduação em Ciências Odontológicas.

Área de Concentração: Ortodontia. -- Faculdade de Odontologia da Universidade

de São Paulo.

1. Aparelho de Herbst – Mini-implante – Resistência - Avaliação. 2. Ortodontia.

I. Morea, Gladys Cristina Dominguez Rodriguez. II. Título.

CDD 617.64

BLACK D42

FOLHA DE APROVAÇÃO

Lopes KB. Avaliação da resistência à flexão de mini-implantes desenvolvidos para

ancoragem esquelética do aparelho de Herbst – estudo ex vivo em Minipig br1. Tese

apresentada à Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo para

obtenção do título de Doutor em Ciências Odontológicas.

Aprovado em:

Banca Examinadora

Prof(a). Dr(a)._____________________Instituição: ________________________

Julgamento: ______________________Assinatura: ________________________

Prof(a). Dr(a)._____________________Instituição: ________________________

Julgamento: ______________________Assinatura: ________________________

Prof(a). Dr(a)._____________________Instituição: ________________________

Julgamento: ______________________Assinatura: ________________________

Prof(a). Dr(a)._____________________Instituição: ________________________

Julgamento: ______________________Assinatura: ________________________

Prof(a). Dr(a)._____________________Instituição: ________________________

Julgamento: ______________________Assinatura: ________________________

A meus filhos amados, Théo e Nicolas

Talvez vocês ainda não consigam compreender a importância deste

momento, mas dedico a vocês esta obra realizada com amor, respeito,

ética e dedicação. Ao longo desta longa jornada, repleta de viagens e

ausências, saibam que ficar longe de vocês foi a parte mais difícil.

À minha amada mulher, Joana

Minha namorada e amiga, mãe dedicada dos nossos lindos filhos, com

quem compartilhei esta longa jornada, obrigado pelo seu amor, carinho e

incentivo. Parte do que sou devo a você. Nada disso teria valor sem a

sua presença.

A meus pais, Orlando e Isabel

Obrigado pelo incentivo ao estudo. A educação é o maior bem e uma

grande demonstração de amor que os pais podem dar aos filhos.

AGRADECIMENTOS

Ao Professor Dr. Júlio Wilson Vigorito que com seu espírito de pesquisador,

incentivou e possibilitou a realização desta pesquisa.

À Professora Dra. Gladys Cristina Dominguez Rodriguez Morea pela orientação

deste trabalho e pelos ensinamentos proporcionados. Agradeço-lhe pela inteligência,

exigência e objetividade com que conduziu este experimento.

Ao Professor Dr. Jesualdo Luis Rossi pela disponibilidade, profissionalismo e

importante ajuda na escolha e na realização dos ensaios mecânicos desta pesquisa.

Ao Professor Dr. Pedro Primo Bombonato pelo apoio oferecido para a

experimentação animal.

Ao Professor Dr. Thomas Southard, Titular da Universidade de Iowa, pelo auxílio na

escolha do modelo animal utilizado nesta pesquisa.

Ao Professor Dr. Hans Pancherz pelo fornecimento de referências importantes para

esta tese.

Ao Dr. Camillo Morea pela colocação dos protótipos de mini-implantes nos animais e

por sua colaboração no desenvolvimento deste trabalho com sua grande experiência

em implantes e mini-implantes.

Ao Mestre em Anatomia da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Caio de

Biasi, pela boa vontade, dedicação e habilidade no preparo dos animais para a

cirurgia, assim como no preparo dos corpos de prova.

Ao Professor Dr. Antônio Muenchi pela sabedoria e simplicidade com que me

auxiliou na orientação da parte estatística utilizada nesta pesquisa.

Aos Professores Doutores Jorge Abrão, João Batista de Paiva, Solange Mongeli de

Fantini, José Rino Neto e André Tortamano por minha formação como professor e

pesquisador durante a pós-graduação, que possibilitou a realização desta pesquisa.

À amiga de pós-graduação e Professora Dra. Lílian Kanashiro e seu marido Cyro,

pelo carinho, amizade e pela troca de idéias que muito me beneficiaram na

realização deste trabalho.

À amiga de pós-graduação e Professora Dra. Eliane Cecílio que, com sua

experiência e amizade, me ajudou a realizar esta pesquisa.

Ao amigo de doutorado Gilberto Vilanova Queiroz, padrinho de consideração do meu

filho, pela inteligência nos constantes questionamentos e discussões, que, sem

dúvida, engrandeceram este trabalho.

Aos amigos Ricardo Fidos Horliana, Belini Freire-Maia e Luciana Flaquer Martins

pela agradável convivência que propiciou um ambiente favorável à realização desta

pesquisa.

Aos colegas da pós-graduação da Universidade de São Paulo, Ana Cristina Soares

Santos Haddad, André Abrão, Annelise, Alael Barreiro Fernandes de Paiva Lino,

Carolina Pedrinhas, Cristiane Aparecida de Assis Claro, Edson, Gustavo Adolfo

Watanabe-Kano, Hiroshi Miasiro Junior, Luis Vicente, Miguel Ferragut Attizzani,

Mônica Nacao, Fábio Vigorito, José Hermenegildo dos Santos Júnior, Priscilla

Chibebe, Sílvia Augusta Braga Reis, Siddharta, Soo Young Kim Weffort, Tarcila e

Vilmar Antônio Ferrazo pela convivência harmônica e troca de experiências que

auxiliaram no desenvolvimento desta pesquisa.

Ao Professor Dr. Gustavo de Deus pelo auxílio na formulação dos testes de hipótese

e sugestões sobre o delineamento da pesquisa.

Ao Professor Dr. Luis Ronaldo Picosse pela disponibilidade e pelo auxílio na escolha

do modelo experimental desta pesquisa.

Aos funcionários do Departamento de Ortodontia e Odontopediatria da FOUSP,

Viviane Passiano, Édina de Souza, Marinalva de Jesus, Antônio Edílson Rodrigues e

Ronaldo Carvalho por sua colaboração em momentos importantes deste trabalho.

Ao técnico José Miron Oliveira da Silva pelo auxílio no preparo das salas para

cirurgia dos animais na Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia.

Aos funcionários da bibilioteca, em especial à Gláucia Elaine Damásio Fidelis, pela

revisão das referências bibliográficas desta tese.

À Sra. Ana Barbosa, da Academia Brasileira de Letras, pela revisão ortográfica deste

texto.

À Dra. Janet Reid pela correção da versão em inglês do resumo.

À CAPES, pela bolsa de Doutorado, que auxiliou nas despesas com a pesquisa.

Às minhas secretárias Kátia dos Santos, Maria de Souza e Kelly Dias pelo apoio

durante todo o período do curso.

“A imaginação é mais importante que o conhecimento”

Albert Einstein

RESUMO

Lopes KB. Avaliação da resistência à flexão de mini-implantes desenvolvidos para

ancoragem esquelética do aparelho de Herbst - Estudo em Minipig br1 [Tese de

Doutorado]. São Paulo: Universidade de São Paulo, Faculdade de Odontologia;

2010.

Um efeito colateral indesejável do uso do aparelho de Herbst é a vestibularização

excessiva dos incisivos inferiores que pode estar relacionada à retração gengival, à

perda óssea marginal e à reabsorção radicular. A ancoragem esquelética do

aparelho de Herbst poderia evitar estes problemas. O objetivo do presente estudo foi

o de avaliar, em Minipigs br1, a resistência à flexão de protótipos de mini-implantes

desenvolvidos para ancoragem do aparelho de Herbst, comparar a resistência dos

protótipos entre as duas regiões escolhidas para inserção e avaliar se os protótipos

de mini-implantes seriam capazes de suportar forças ortopédicas. Após o cálculo do

tamanho da amostra, 13 protótipos de mini-implantes foram colocados nas regiões

posterior da maxila e anterior da mandíbula de três Minipigs br1, após terem sido

mortos. Corpos de prova contendo os protótipos de mini-implantes inseridos em

osso foram submetidos a uma força de flexão por engastamento simples utilizando-

se uma máquina universal de ensaios mecânicos Instron, calculando-se a média e o

desvio padrão para cada região. Com o objetivo de comparar a resistência dos

protótipos entre as regiões de inserção foi utilizado o Teste t de Student para duas

amostras não pareadas. O teste de hipótese foi realizado para cada região para

avaliar se os protótipos de mini-implantes seriam capazes de suportar forças

ortopédicas. Para fins de comparação foram consideradas forças ortopédicas acima

de 1,0 kgf. O nível de significância adotado foi P < 0,05. Os protótipos de mini-

implantes apresentaram resistência à força de flexão de 13,86 kgf (DP = 2,3) para a

região posterior da maxila e 20,55 kgf (DP = 5,2) para a região anterior da

mandíbula. Houve diferença estatisticamente significativa entre as duas regiões com

relação à força de resistência dos mini-implantes (P = 0,015), sendo que a

resistência maior foi na região anterior da mandíbula. A hipótese de que os

protótipos de mini-implantes seriam capazes de suportar forças ortopédicas foi

confirmada para as regiões posterior da maxila e anterior da mandíbula. Os autores

concluíram que, em Minipigs br1, os protótipos de mini-implantes desenvolvidos para

a ancoragem do aparelho de Herbst foram capazes de resistir a forças entre 13,86 e

20,55 kgf, sendo estatisticamente mais resistentes na região anterior da mandíbula e

capazes de suportar forças ortopédicas .

Palavras-chave: Ortodontia. Ancoragem. Implante dentário.

ABSTRACT

Lopes KB. Flexure resistance evaluation of mini implants prototypes developed for

Herbst appliance anchorage – Study in Minipig br1 [Thesis]. São Paulo: Universidade

de São Paulo, Faculdade de Odontologia; 2010.

An undesirable tooth movement resulting from use of the Herbst appliance is the

excessive proclination of the anterior mandibular teeth, which is commonly

associated with gingival recession, marginal bone loss, and root resorption. Skeletal

anchorage of the Herbst appliance could prevent these problems. The present study

was designed to evaluate, in Minipigs br1, the flexure resistance of prototype mini-

implants developed for Herbst appliance anchorage, to compare the prototype

resistance between the regions in which the mini-implants were placed, and to test

the hypothesis that these mini-implant prototypes can withstand orthopedic forces.

After calculation of sample size, 13 mini-implant prototypes (2 mm in diameter x 10

mm long) were inserted in the posterior region of the maxilla and the anterior region

of the mandible, in three recently killed minipigs. The specimens were submitted to a

single cantilever flexure test using an Instron testing machine. Mean and standard

deviation were calculated for each region. To compare the resistance of the

prototypes between the sites of mini-implant insertion, a 2-Sample Student’s t test

was calculated. The test was carried out individually for each region, to evaluate if the

prototype mini-implants developed for Herbst appliance anchorage could withstand

orthopedic forces. Orthopedic forces above 1.0 kgf were considered. The level of

significance was set at P < 0.05. The prototype mini-implant showed a flexure

strength of 13.86 kgf (SD = 2.3) for the posterior region of the maxilla, and 20.55 kgf

(SD = 5.2) for the anterior region of the mandible. A significant statistically difference

was found in the resistance of the prototypes between the two regions (P = 0.015).

The hypothesis that the prototype mini-implants can withstand orthopedic forces was

confirmed. The authors concluded that, in Minipigs br1, the prototype mini-implants

developed for Herbst appliance anchorage could resist forces from 13.86 to 20.55

kgf, were statistically more resistant in the anterior region of the mandible, and were

capable of withstanding orthopedic forces.

Key words: Orthodontics. Anchorage. Dental Implants. Minipigs.

LISTA DE FIGURAS

Figura 4.1 - Protótipo de mini-implante com o parafuso responsável pelo

travamento da haste do tubo telescópico do aparelho de Herbst

numa visão lateral ...........................................................................

.................................................................................................... 42

Figura 4.2 - Protótipo de mini-implante com o parafuso travando a haste do tubo

telescópico do aparelho de Herbst numa visão lateral....................

.................................................................................................... 43

Figura 4.3 - Foto do Minipig br1 com 15 meses de idade, pesando 35 kg .........

.................................................................................................... 43

Figura 4.4 - Secção da cabeça do Minipig br1 em hemimaxila direita e

esquerda utilizando-se uma máquina elétrica de corte ....................44

Figura 4.5 - Radiografia do primeiro molar superior, anterior à colocação dos

protótipos de mini-implantes ............................................................45

Figura 4.6 - Radiografia do primeiro premolar inferior, anterior à colocação dos

protótipos de mini-implantes ...........................................................

.................................................................................................... 45

Figura 4.7 - Perfuração guia com broca tronco-cônica com 1,3mm de diâmetro e

micromotor e contra-ângulo com controle de torque na maxila.......

.................................................................................................... 46

Figura 4.8 - Perfuração guia com broca tronco-cônica com 1,3mm de diâmetro e

micromotor e contra-ângulo com controle de torque transfixando a

mandíbula .......................................................................................

.................................................................................................... 46

Figura 4.9 - Colocação do mini-implante utilizando a chave de torque e o

torquímetro de estalo na maxila ......................................................

.................................................................................................... 47

Figura 4.10 - Colocação do mini-implante utilizando a chave de torque e o

torquímetro de estalo na mandíbula................................................

.................................................................................................... 47

Figura 4.11 - Protótipo de mini-implante colocado na maxila ...............................

.................................................................................................... 47

Figura 4.12 - Protótipos de mini-implantes colocados na mandíbula ...................

.................................................................................................... 48

Figura 4.13 - Mini-implantes colocados bicorticalmente na mandíbula ................

.................................................................................................... 48

Figura 4.14 - Radiografia da maxila de conferência após a colocação dos mini-

implantes.........................................................................................

.................................................................................................... 49

Figura 4.15 - Radiografia da mandíbula de conferência após a colocação dos mini-

implantes.........................................................................................

.................................................................................................... 49

Figura 4.16 - Fragmento ósseo da maxila contendo o mini-implante após o

acabamento ....................................................................................

.................................................................................................... 50

Figura 4.17 - Fragmento ósseo da mandíbula contendo o mini-implante após o

acabamento com desgaste da ponta excedente do mini-implante que

atravessou a cortical .......................................................................

.................................................................................................... 50

Figura 4.18 - Haste marcada para a confecção dos blocos de metal utilizados para

a inclusão dos fragmentos ósseos contendo os mini-implantes......

.................................................................................................... 50

Figura 4.19 - Máquina utilizada para o corte da haste de metal...........................

.................................................................................................... 51

Figura 4.20 - Blocos de metal na cuba ultrassônica para remoção dos resíduos

.................................................................................................... 51

Figura 4.21 - Fragmentos ósseos contendo os protótipos de mini-implantes

incluídos em resina nos blocos de metal.........................................

.................................................................................................... 51

Figura 4.22 - Corpo de prova contendo o protótipo de mini-implante preso à garra

inferior e a haste do tubo telescópico do aparelho de Herbst presa à

garra superior da máquina antes do ensaio mecânico (A).

Corpo de prova montado numa visão ampliada (B) ........................

.................................................................................................... 52

LISTA DE TABELAS

Tabela 4.1 - Resistências às forças de flexão por engastamento simples

registradas em três corpos de prova, assim como a média e o desvio

padrão para a região posterior da maxila aos 1,2 mm ....................

.................................................................................................... 54

Tabela 4.2 - Resistências às forças de flexão por engastamento simples

registradas para quatro corpos de prova, assim como a média e o

desvio padrão para a região anterior da mandíbula ........................

.................................................................................................... 56

Tabela 5.1 - Resistências às forças de flexão por engastamento simples

registradas para os seis corpos de prova, assim como a média e o

desvio padrão para a região posterior da maxila.............................

.................................................................................................... 60

Tabela 5.2 - Resistências às forças de flexão por engastamento simples

registradas para os sete corpos de prova, assim como a média e o

desvio padrão para a região anterior da mandíbula ........................

.................................................................................................... 61

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 4.1 - Gráfico força x deslocamento apresentando as três curvas dos

ensaios pilotos de flexão por engastamento simples, realizados na

região posterior da maxila ...............................................................

.................................................................................................... 54

Gráfico 4.2 - Gráfico força x deslocamento apresentando as quatro curvas dos

ensaios pilotos de flexão por engastamento simples, realizados na

região anterior da mandíbula...........................................................

.................................................................................................... 56

Gráfico 5.1 - Gráfico força x deslocamento apresentando as seis curvas dos

ensaios de flexão por engastamento simples, realizados na região

posterior da maxila ..........................................................................

.................................................................................................... 59

Gráfico 5.2 - Gráfico força x deslocamento apresentando as sete curvas dos

ensaios de flexão por engastamento simples, realizados na região

anterior da mandíbula .....................................................................

.................................................................................................... 60

Gráfico 5.3 - Teste de Kolmogorov-Smirnov para amostras independentes para os

corpos de prova ensaiados da região posterior da maxila ..............

.................................................................................................... 62

Gráfico 5.4 - Teste de Kolmogorov-Smirnov para amostras independentes para os

corpos de prova ensaiados da região anterior da mandíbula..........

.................................................................................................... 62

LISTA DE ABREVIATURA E SIGLAS

ATM

Articulação temporomandibular

CCTM

Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais

cN.m

centinewton.metro

cm

centímetro

DP

Desvio padrão

g

grama

gf

grama-força

IPEN

Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares

mm

milímetro

N

Newton

N.cm

Newton.centímetro

kgf

quilograma/força

P

Probabilidade

USP

Universidade de São Paulo

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................18

2 REVISÃO DA LITERATURA .................................................................................20

2.1 IMPLANTES COMO ANCORAGEM ORTOPÉDICA ...........................................20

2.2 MINI-IMPLANTES EM ORTODONTIA ................................................................22

2.3 APARELHO DE HERBST ..................................................................................30

2.4 ESTUDOS SOBRE OS EFEITOS DA INCLINAÇÃO EXCESSIVA

DOS INCISIVOS INFERIORES SOBRE OS DENTES E O

PERIODONTO ...................................................................................................35

2.5 APARELHOS ORTOPÉDICOS E FORÇAS ORTOPÉDICAS.............................38

2.5.1 Ativadores.......................................................................................................38

2.5.2 Aparelhos extrabucais ...................................................................................39

2.6 FORÇAS DA MASTIGAÇÃO...............................................................................40

2.7 ESTATÍSTICA .....................................................................................................42

2.8 PREPARO E ARMAZENAMENTO DOS CORPOS DE PROVA .........................44

2.9 MINIPIGS E A PESQUISA BIOMÉDICA .............................................................45

2.10 MICROMOVIMENTOS E O DESENVOLVIMENTO DE TECIDO ÓSSEO ........47

3 PROPOSIÇÃO .......................................................................................................48

4 MATERIAL E MÉTODOS ......................................................................................49

4.1 ATENDIMENTO ÀS NORMAS DE BIOÉTICA ....................................................49

4.2 PROTÓTIPOS DO MINI-IMPLANTE ...................................................................49

4.3 O MODELO ANIMAL - MINIPIG BR1 ..................................................................50

4.4 INSERÇÃO DOS MINI-IMPLANTES ...................................................................51

4.5 PREPARO DOS CORPOS DE PROVA ..............................................................56

4.6 O ENSAIO MECÂNICO.......................................................................................59

4.7 ANÁLISE ESTATÍSTICA .....................................................................................60

4.7.1 Cálculo do tamanho da amostra ...................................................................60

4.7.1.1 Região posterior da maxila............................................................................60

4.7.1.2 Região anterior da mandíbula .......................................................................62

4.7.2 Teste de normalidade da amostra ................................................................64

4.7.3 Comparação da força de resistência à flexão..............................................64

4.7.4 Teste de Hipótese...........................................................................................65

5 RESULTADOS.......................................................................................................66

5.1 REGIÃO POSTERIOR DA MAXILA ....................................................................66

5.2 REGIÃO ANTERIOR DA MANDÍBULA ...............................................................67

5.3 TESTE DE NORMALIDADE DA AMOSTRA .......................................................68

5.4 COMPARAÇÃO DA FORÇA DE RESISTÊNCIA À FLEXÃO..............................70

5.5 TESTE DE HIPÓTESE........................................................................................70

5.5.1 Região posterior da maxila............................................................................70

5.5.2 Região anterior da mandíbula .......................................................................71

6 DISCUSSÃO ..........................................................................................................72

6.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS PROTÓTIPOS DE MINI-IMPLANTES .............72

6.2 CONSIDERAÇÕES SOBRE A ESCOLHA DO MODELO ANIMAL.....................74

6.3 CONSIDERAÇÕES SOBRE O ESTUDO PILOTO E O CÁLCULO DO

TAMANHO DA AMOSTRA .................................................................................75

6.4 CONSIDERAÇÕES SOBRE A COLOCAÇÃO E A ESTABILIDADE

DOS MINI-IMPLANTES......................................................................................76

6.5 CONSIDERAÇÕES SOBRE O ENSAIO MECÂNICO .........................................77

6.6 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS RESULTADOS ................................................78

6.7 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................81

7 CONCLUSÕES ......................................................................................................82

REFERÊNCIAS.........................................................................................................83

ANEXO .....................................................................................................................88

18

1 INTRODUÇÃO

O aparelho de Herbst foi redescoberto na década de 1970, por Pancherz, que

publicou um artigo sobre os resultados positivos no tratamento da maloclusão de

Classe II, Divisão 1ª (Pancherz, 1979). Desde então, diversos trabalhos foram

publicados sobre este aparelho, propiciando um maior conhecimento científico sobre

o seu funcionamento e, consequentemente, ampliando a sua utilização pelos

ortodontistas. A partir da década de 1990, o aparelho de Herbst passou a ser muito

indicado no tratamento da maloclusão de Classe II, Divisão 1ª e Classe II, Divisão

2ª, principalmente pela sua maior eficiência (melhor resultado em menor tempo) em

relação a outros tipos de aparelhos ortopédicos (Bremen; Pancherz, 2003).

Apesar disso, durante a correção da maloclusão de Classe II, os movimentos

dentários que ocorrem são, basicamente, relacionados à perda de ancoragem como

resultado da força exercida pelos tubos telescópicos que movimentam os dentes

superiores, posteriormente, e os inferiores, anteriormente. Embora o efeito do

tratamento nos dentes superiores seja quase sempre vantajoso, nos dentes

inferiores é, na maioria das vezes indesejável, devido a vestibularização dos dentes

anteriores (Pancherz, 1979; Pancherz; Hansen, 1986; Pancherz; Hansen, 1988;

Schütz et al., 2002; Vigorito; Dominguez, 2007).

Embora alguns estudos afirmem que a vestibularização excessiva dos

incisivos inferiores não resulte em problemas periodontais (Ruf et al., 1998) ou no

aumento do apinhamento (Hansen et al., 1997), outros estudos relacionam este

movimento à retração gengival (Artun; Krogstad, 1987; 1998; Allais; Melsen, 2003).

Ainda, segundo Pancherz e Ruf (2008), embora nenhuma prova científica tenha sido

apresentada, o aparelho de Herbst tem sido apontado como um fator de risco para a

retração gengival, a perda de osso marginal e para a reabsorção radicular.

Foram realizadas várias tentativas para a redução dos efeitos colaterais

provocados pelo aparelho de Herbst sobre os incisivos inferiores. Mereceu destaque,

entre elas, o aumento da ancoragem mandibular incluindo-se mais dentes como

unidades de ancoragem, o apoio do aparelho em tecidos moles (Pancherz; Hansen,

1988), a utilização aparelhos colados ( splints acrílicos) (Franchi et al., 1999) ou de

aparelhos fundidos ( cast splints) (Weschler; Pancherz, 2005). Entretanto, como

19

nenhuma dessas tentativas foi bem-sucedida, Pancherz e Ruf (2008) concluíram que

a ancoragem mandibular permanecia como uma questão ainda não resolvida no

tratamento com o aparelho de Herbst.

Para a superação destes problemas, buscou-se a ancoragem esquelética do

aparelho de Herbst (Barretto-Lopes, 2004) com a utilização de mini-implantes

desenvolvidos para a acoplagem de seus mecanismos telescópicos. Dessa forma,

as forças dos tubos telescópicos seriam transmitidas ao osso e não aos dentes,

eliminando-se os efeitos colaterais indesejáveis sobre os mesmos.

O uso da ancoragem esquelética tornou-se mais popular no final da década

de 1990, com a publicação do artigo de Kanomi (1997). A partir daí, diversos autores

passaram a estudar os mini-implantes como ancoragem esquelética utilizando forças

ortodônticas (Miyawaki et al., 2003; Deguchi et al., 2003). Entretanto, embora alguns

autores tenham sugerido os implantes como ancoragem ortopédica em animais

(Smalley et al., 1988; De Pauw et al., 1999) e em humanos (Enacar et al., 2003), o

uso de mini-implantes, utilizando-se forças ortopédicas ainda é pouco estudado.

Com o objetivo de testar a viabilidade do uso do aparelho de Herbst com

ancoragem esquelética em mini-implantes, foi desenvolvido um protótipo de mini-

implante e um primeiro estudo in vitro foi realizado para avaliar a sua resistência

isoladamente (Barretto-Lopes et al., 2009). Como resultado, os protótipos de mini-

implantes apresentaram o limite de resistência às forças de flexão igual a 98,9 kgf.

Sabendo-se que os protótipos de mini-implantes não seriam problema para a

viabilidade do sistema, um segundo estudo ex viv o, relatado na presente tese, foi

desenvolvido em Minipigs br1 para avaliar o comportamento biomecânico dos

protótipos de mini-implantes. Dessa forma, foi possível observar a resistência à

flexão dos protótipos e comparar a resistência entre as duas regiões nas quais os

mesmos foram inseridos, isto é, a região posterior da maxila e a anterior da

mandíbula. Com base nos resultados, pôde-se avaliar se os protótipos de

mini-implantes seriam capazes de suportar forças ortopédicas.

20

2 REVISÃO DA LITERATURA

2.1 IMPLANTES COMO ANCORAGEM ORTOPÉDICA

Smalley et al. (1988) avaliaram a protração maxilar em macacos utilizando

implantes de titânio osseointegrados. Para isso, colocaram implantes de titânio na

maxila, nos ossos zigomáticos, frontal e occipital de quatro macacos. Após quatro

meses de espera, os implantes foram expostos e colocados apoios para tração. Os

implantes cranianos foram utilizados para suportar a moldura do aparelho de tração

e os faciais para fixar as molas que promoviam a força de protração. A aplicação de

forças variava entre os animais. No animal A, a força foi aplicada na maxila. No

animal B, a força foi aplicada no osso zigomático. Os animais C e D receberam força

tanto no osso maxilar quanto no zigomático. Foi mantida uma força de tensão de

600 gramas por lado, até ocorrer aproximadamente 8 mm de deslocamento anterior

na maxila. Esta quantidade de movimento foi constatada após 12 semanas de

aplicação de força nos animais A e B e após 18 semanas nos animais C e D. As

análises cefalométricas e dos crânios secos demonstrou que a quantidade de

protração esquelética foi significante. Os achados também demonstraram que é

possível controlar a direção da protração maxilar. Os implantes permaneceram

imóveis durante o experimento.

Roberts et al. (1989) estudaram a utilização de implantes para ancoragem

ortodôntica e ortopédica através de dois modelos experimentais com ossos corticais

densos: diáfise femural de coelho e mandíbula de cachorro. Seis coelhas adultas,

entre 1 e 2 anos de idade, foram utilizadas para avaliar a biocompatilibilidade e a

interface do implante de titânio com ataque ácido. Quatro cães da raça Beagle (dois

machos e duas fêmeas), com idades entre 1 e 2 anos, foram utilizados para avaliar o

potencial de ancoragem de dois tipos de implantes (implantes de titânio e um

protótipo protético de parafuso de titânio com a superfície tratada com ataque ácido).

Foi encontrada osseointegração em 94% dos implantes com duas configurações

diferentes de superfície. Todos os implantes que receberam forças contínuas de 3N

(± 300 gf) permaneceram imóveis.

21

Wehrbein et al. (1998) avaliaram a interface entre estruturas ósseas e

superfícies de implantes de titânio submetidos a forças horizontais por tempo

prolongado. Inseriram implantes, com a parte endóssea submetida a jateamento

com areia e ataque ácido na superfície, nas áreas da sutura palatina e retromolar de

quatro pacientes para ancoragem ortodôntica. A análise histológica da interface

osso-implante revelou que todos os implantes utilizados apresentaram integração

óssea, mesmo com a aplicação de força prolongada. Os autores puderam assim

concluir que implantes transmucosos pequenos promoviam ancoragem adequada

para o tratamento ortodôntico. Acrescentaram que o sucesso da integração óssea e

a subsequente aplicação de força oblíqua sobre os implantes seriam uma evidência

de que forças contínuas na magnitude de 2 a 6 N (± 200 a 600 gf) seriam

compatíveis com a manutenção da integração óssea.

De Pauw et al. (1999) por sua vez, investigaram a estabilidade de implantes

utilizados como ancoragem para tração ortopédica com magnitude de força elevada.

Três implantes de Brånemark foram colocados no arco zigomático esquerdo e três

no direito de cinco cães adultos. Uma força nonaxial de 5 N (± 500 gf) foi aplicada

utilizando-se um sistema de mola intraoral. Após dois meses de força contínua, foi

analisada a adaptação óssea e a mineralização ao redor do implante e constatou-se

que todos os implantes permaneceram imóveis, apesar de ter sido observada

significante perda de osso marginal na interface osso-implante (<1mm) ao redor de

cada implante. Houve remodelação óssea mais pronunciada no lado de tensão do

implante, independentemente do seu comprimento. As análises radiográficas e

histológicas mostraram osso com padrão trabecular normal ao redor dos implantes.

Pierrisnard et al. (2003), estudaram, através de análise dos elementos finitos,

como o comprimento do implante ou a ancoragem bicortical afetam a transferência

de estresse para os componentes do implante de titânio, para o implante

propriamente dito e para o osso circundante. Foram utilizados implantes com o

mesmo diâmetro (3,75 mm) com comprimentos variados de 6 a 12 mm, numa

estrutura óssea de suporte com osso cortical e alveolar. Determinaram a aplicação

de uma força de 100 N (± 10 kgf) num ângulo de 30º no sentido vestíbulo-lingual. A

ancoragem cortical coronal foi dominante e o estresse ósseo se concentrou nessa

área. Os autores concluíram que tanto o comprimento dos implantes como a

ancoragem bicortical não influenciou o estresse ósseo, entretanto, o estresse no

implante aumentou.

22

Enacar et al. (2003) apresentaram um tratamento com máscara facial

utilizando ancoragem esquelética em uma menina de 10 anos de idade com relação

de Classe III esquelética por hipoplasia maxilar, mordida cruzada e oligodontia

severa. O plano de tratamento proposto foi o de deslocar-se anteriormente a maxila

com a máscara facial. Pela falta de dentes disponíveis, foi utilizada uma ancoragem

rígida com implantes de titânio (2,5 mm de diâmetro e 18 mm de comprimento) no

alvéolo maxilar, em combinação com os dentes remanescentes. Após três semanas

foi aplicada uma força ortodôntica de 800 g que gerou um significante deslocamento

anterior do complexo nasomaxilar com o uso da máscara facial.

2.2 MINI-IMPLANTES EM ORTODONTIA

Kanomi (1997) apresentou um caso clínico no qual utilizou um mini-implante

osseointegrado medindo 1,2 mm de diâmetro e 6 mm de comprimento, comum em

cirurgias plásticas, como ancoragem ortodôntica para intrusão dos incisivos

inferiores. Segundo o autor, foi alcançada a intrusão de 6 mm dos incisivos inferiores

após quatro meses de tratamento, sem dano às raízes. O autor especulou que os

mini-implantes poderiam ser adotados para tração horizontal, quando colocados na

crista alveolar e que, por seu pequeno tamanho, podiam ser inseridos entre as

raízes dos molares para intrusão dos mesmos ou no palato, como ancoragem para

distalização dos molares.

Miyawaki et al. (2003) examinaram os fatores associados à estabilidade dos

mini-implantes de titânio colocados na região vestibular posterior para ancoragem

ortodôntica. Foram examinados 51 pacientes com um total de 134 mini-implantes de

titânio de três tipos diferentes. A taxa de sucesso dos mini-implantes com 1 mm de

diâmetro foi significativamente menor que a dos mini-implantes com 1,5 mm ou 2,3

mm de diâmetro. O ângulo do plano mandibular alto e a inflamação do tecido peri-

implantar foram apontados como fatores de risco para a mobilidade dos parafusos.

Os autores não encontraram associação entre a taxa de sucesso e as seguintes

variáveis: comprimento do implante, tipo de cirurgia, carga imediata, local de

implantação, idade, raça, apinhamento dos dentes, relação ânteroposterior das

bases

ósseas,

periodontites

controladas

e

sintomas

de

disfunção

23

temporomandibular. Os autores concluíram que implantes com 1 mm de diâmetro ou

menos, inflamações do tecido peri-implantar e um ângulo do plano mandibular alto

(osso cortical fino) estariam associados à perda dos mini-implantes de titânio

colocados no osso alveolar vestibular da região posterior para ancoragem

ortodôntica. Recomendaram o uso de mini-implantes com 1,5 mm para pacientes

com o ângulo do plano mandibular médio ou baixo e o uso de mini-implantes com

2,3 mm ou mini-placas quando não fosse possível o uso dos mini-implantes em

pacientes com o ângulo do plano mandibular alto e, consequentemente, osso

cortical fino. Argumentaram, ainda, que a aplicação imediata de força seria possível,

contanto que a força aplicada fosse menor do que 2 N (± 200 gf).

Deguchi et al. (2003) quantificaram as propriedades histomorfométricas da

interface osso-implante para analisar o uso de mini-implantes de titânio como

ancoragem ortodôntica e para estabelecer o período adequado de cicatrização.

Assim, 96 mini-implantes foram distribuídos igualmente entre oito cães do sexo

masculino com 8 meses de idade. Em cada arcada, tanto a força aplicada como o

controle de cicatrização dos implantes foram divididos em três grupos (três, seis e 12

semanas), com oito implantes por grupo. Uma força entre 200 e 300 g foi aplicada

por 12 semanas com uma corrente elastomérica, ligada do implante a um gancho

nas coroas dos pré-molares. Durante o período de cicatrização inicial, somente três

dos 96 mini-implantes falharam, apresentando uma taxa de sucesso de 97%. Os

implantes mandibulares tiveram maior contato com a superfície osso-implante do

que os maxilares. A análise dos dados indicou que os mini-implantes de titânio foram

capazes de funcionar como ancoragem óssea contra uma força ortodôntica por três

meses, com um período mínimo de cicatrização, inferior a três semanas.

Huja et al. (2005) fizeram um estudo para determinar se a força de remoção

de mini-implantes monocorticais do osso variava de acordo com o local de inserção,

na maxila ou na mandíbula. Para isso, aplicaram 56 mini-implantes, com 6 mm de

comprimento e 2 mm de diâmetro, em quatro cães da raça Beagle, 30 minutos após

eles terem sido mortos. Os mini-implantes foram colocados perpendicularmente,

através da mucosa, sem incisão, em locais específicos do osso cortical maxilar e

mandibular, obtendo-se ancoragem monocortical. A maxila e a mandíbula foram

então removidas dos animais e congeladas. No dia do teste, os espécimes foram

levados à temperatura ambiente e seccionados em pequenos blocos, cada um

contendo um mini-implante com 4 mm de osso circundante. Os blocos foram

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preparados e levados à máquina de teste, a uma velocidade de 0,05 mm por

segundo, sendo obtida a força máxima no momento de remoção dos mini-implantes.

Após os testes de remoção, os blocos foram seccionados, as raízes dos dentes

cortadas transversalmente e mediu-se a espessura do osso cortical ao redor do

implante, com o auxílio de um microscópio. A análise estatística foi elaborada por

meio da análise de variância (ANOVA) e do teste Tukey-Kramer. A análise de

regressão foi adotada para o estudo da relação entre a força de remoção e a

espessura da cortical óssea. Observou-se que os mini-implantes colocados na

região anterior da mandíbula apresentaram força de remoção significativamente

menor (134,5 ± 24 N) que a dos colocados na região posterior (388,3 ± 23,1 N). As

regiões anteriores maxilares e mandibulares apresentaram a menor espessura

óssea, e a região posterior mandibular a maior espessura. Foi observada, ainda,