| Abstract: | Introduction: Distraction osteogenesis is a treatment approach designed to induce new bone formation in vascularized bone surfaces through the use of functional devices and the application of slow and progressive traction forces. Objectives: To validate the use of nanoindentation tests in research protocols involving animals and to assess the quality of newly formed bone in sheep mandibles submitted to distraction osteogenesis and low-level laser therapy (LLLT) based on hardness and modulus of elasticity values. We also aim to determine the best moment for the application of laser therapy, i. e., during the latency/activation or consolidation periods, and to assess the dimensions of newly formed bone with the use of computed tomography. Background data: Nanobiotechnology is an emerging concept in the field of science and technology that has a potential to radically change the criteria currently used to assess the quality of bone formed after distraction osteogenesis. Methods: Extraoral distraction devices were placed in five sheep so as to achieve 1. 5 cm of lengthened bone in 60 days. Distraction devices were removed 50, 40, and 33 days after surgery. Four animals were also treated with eight applications of infra-red laser (830ŋm), each 48 hours, in three equidistant spots, with 5Jcm2 and 50mW of potence, at different times. One was used as control (no laser therapy). The newly formed bone was submitted to nanoindentation tests for the assessment of hardness and modulus of elasticity and a computed tomography to bone contraction evaluation. Results: When applied in the bone consolidation period, LLLT caused an increase in hardness and modulus of elasticity values. On the other hand, animals irradiated with LLLT during the activation period presented lower values. Computed tomography revealed that the animals using the devices for 33 days presented contraction of the newly formed bone. Conclusions: Nanoindentation tests were able to detect slight abnormalities in bone metabolism and proved to be important tools for the assessment of bone quality after distraction osteogenesis. LLLT provides increased benefits when applied during the bone consolidation period, once it promotes an increase in hardness and modulus of elasticity values. The bone consolidation period should be of at least 3 weeks, so as to prevent bone contraction.
Introdução: A distração osteogênica é um processo terapêutico para induzir neoformação tecidual entre superfícies ósseas vascularizadas, por meio de uma força lenta e progressiva de tração, através de aparelhos funcionais. Objetivos: Validar a utilização dos testes de nanoindentação em pesquisas com modelo experimental não humano, a fim de conhecer a qualidade do osso mandibular neoformado em ovelhas submetidas à distração osteogênica e à terapia a laser de baixa potência (LLLT), baseado nos valores de dureza e módulo de elasticidade. Complementarmente, objetiva-se conhecer o momento mais benéfico para irradiação do laser, se na fase de latência/ativação ou maturação. Ademais, foram realizadas tomografias computadorizadas para avaliar a dimensão de osso neoformado e verificar possíveis contrações desse alongamento. Contexto de Pesquisa: A nanobiotecnologia é um campo emergente da ciência e da tecnologia que tem o potencial para transformar radicalmente, por meio de novos conhecimentos, os critérios atualmente utilizados para conhecer a qualidade do osso formado por distração osteogênica. Materiais e Métodos: Cinco ovelhas foram utilizadas e nelas instalados distratores extra-bucais, com intuito de neoformar 1,5 cm de osso em 60 dias de observação, sendo que os distratores eram removidos aos 50, 40 e 33 dias de pósoperatório. Quatro animais foram irradiados com LLLT infravermelho (830 ŋm), tendo recebido oito aplicações, a cada 48 horas, com três pontos de 5J/cm2 e potência de 50mW, em diferentes períodos terapêuticos; o quinto foi o controle, sem tratamento LLLT. As peças ósseas foram submetidas a testes de nanoindentação para aferir módulo de elasticidade e dureza das amostras e a tomografias computadorizadas para avaliar a contração óssea. Resultados: A LLLT quando utilizada na fase de maturação do osso, promoveu aumento da dureza e do módulo de elasticidade. Por outro lado, os animais irradiados com LLLT durante o período de latência/ativação apresentaram menores valores de dureza e módulo de elasticidade. A análise tomográfica complementar demonstrou que, nos animais com manutenção do distrator por 33 dias, ocorreu contração do osso neoformado. Conclusões: A nanoindentação é um teste capaz de captar as mínimas alterações do metabolismo ósseo e, portanto, uma importante ferramenta na aferição da qualidade do osso em procedimentos de distração osteogênica. A LLLT é mais benéfica quando aplicada no período de maturação do osso, pois promove aumento da dureza e do módulo de elasticidade. O período de consolidação óssea com permanência do distrator deve ser de, no mínimo, três semanas, a fim de prevenir contração do tecido ósseo alongado. |
