Metais e ligas metálicas.pdf - Molar - Universidade Católica ...
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Toxicologia<br />
Unidade Pré-Clínica VI (3º ano, 1º semestre)<br />
Aula T09<br />
Medicina Dentária<br />
Centro Regional das Beiras<br />
<strong>Universidade</strong> <strong>Católica</strong> Portuguesa<br />
Ano lectivo 2008/2009
UPC VI – Toxicologia<br />
Aula T09 – Sumário:<br />
3. Toxicologia em Medicina Dentária<br />
• Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong>
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Conceitos gerais<br />
As <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong> são usados na Medicina Dentária em:<br />
•Restaurações temporárias e<br />
permanentes<br />
•Implantes<br />
•Prótese fixa e removível
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Conceitos gerais<br />
componentes metálicos usados em Medina Dentária<br />
Corrosão / dissolução<br />
iões metálicos<br />
efeitos adversos<br />
?<br />
Absorção e<br />
distribuição<br />
locais (cavidade oral) sistémicos
Conceitos gerais<br />
•Taxa de libertação de iões metálicos<br />
•ADME<br />
•Efeito biológico<br />
Paládio<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
•Depende do metal, seu estado iónico, concentração<br />
e presença de outros materiais.<br />
•Depende da estrutura superficial e comportamento<br />
electroquímico do componente metálico.
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Corrosão e libertação de iões<br />
ADA: Classificação das <strong>ligas</strong><br />
<strong>metálicas</strong> para uso em Med.<br />
Dentária (Craig, 1997)<br />
1. Nobre superior – teor em metais<br />
nobres superior a 60%; teor em Ouro<br />
superior a 40%<br />
2. Nobre – teor em metais nobres<br />
superior a 25%<br />
3. Base – teor em metais nobres<br />
inferior a 25%<br />
<strong>Metais</strong><br />
nobres<br />
Au<br />
Pt<br />
Pd<br />
Ir<br />
Ru<br />
Rh<br />
<strong>Metais</strong><br />
de base<br />
Ag<br />
Cu<br />
Zn<br />
In<br />
Sn<br />
Ga<br />
Cr<br />
Co<br />
Mo<br />
Al<br />
Fe<br />
Be<br />
Mn<br />
Ti<br />
Ni<br />
V<br />
Nb<br />
Zr
Corrosão<br />
Corrosão e libertação de iões<br />
iões<br />
metálicos<br />
Estudos in vitro<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Quantidade e natureza dos iões libertados depende de:<br />
•Tipo de liga metálica<br />
•Composição da liga metálica<br />
•Composição à superfície da liga metálica<br />
•Tipo de corrosão<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
•Composição e características FQ da solução corrosiva
Corrosão<br />
Corrosão e libertação de iões<br />
Estudos in vitro<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
•Wataha & Lockwood, 1998, demonstraram que 8 <strong>ligas</strong><br />
comerciais (nobre superior, nobre e base) libertaram iões para<br />
o meio de cultura (pH = 7,2) durante todo o período de estudo;<br />
libertação não estava relacionada com a classificação da liga<br />
nem com a [ ] de metais individuais nessa liga.<br />
A libertação de iões metálicos não é predizível pela<br />
classificação ou composição de uma liga; produtos têm<br />
de ser avaliados individualmente em vários ambientes.
Corrosão<br />
Corrosão e libertação de iões<br />
Estudos in vivo<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
As observações in vitro NÃO reflectem<br />
necessariamente as condições clínicas in vivo<br />
corrosão intra-oral potenciada por factores<br />
biológicos e técnicos<br />
efeitos<br />
adversos
Corrosão<br />
Corrosão e libertação de iões<br />
Estudos in vivo<br />
•Composição da saliva<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
iões<br />
metálicos<br />
corrosão intra-oral potenciada por factores<br />
biológicos e técnicos:<br />
•Consumo de alimentos e<br />
bebidas ácidas<br />
•Presença de células<br />
fagocíticas (ex: neutrófilos)<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
Ácidos orgânicos e<br />
enzimas presentes em<br />
alimentos ou produzidas<br />
por microrganismos orais<br />
•Desgaste mecânico<br />
efeitos<br />
adversos<br />
•Técnica de aplicação (calor)
Corrosão<br />
•Iões metálicos<br />
Incubação<br />
Citotoxicidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
•Diferentes linhas<br />
celulares em cultura<br />
Avaliação<br />
•Efeitos biológicos<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
•Soluções salinas<br />
•Extractos de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
•Linhas primárias/contínuas<br />
•Homem/animal<br />
•Fibroblastos/osteoblastos…<br />
•Crescimento celular (IC 50)<br />
•Síntese de DNA/RNA/proteínas<br />
•Integridade da membrana
Corrosão<br />
Citotoxicidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
Soluções salinas<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
•Avaliação da citotoxicidade devida a:<br />
efeitos<br />
adversos<br />
•Um só metal<br />
•Combinações de sais (detecção de efeitos sinergísticos,<br />
antagónicos e aditivos)<br />
Ranking de<br />
toxicidade<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Dependente de:<br />
Cd 2+<br />
•Tipo de metal, valência e concentração<br />
•Soluções salinas vs extractos<br />
•Tipo de célula e meio de cultura<br />
•Parâmetro avaliado
Corrosão<br />
Citotoxicidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
Soluções salinas<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Para obtenção de informação mais sofisticada, deve-se recorrer a<br />
linhas celulares relevantes (ex: fibroblastos de gengiva humana)<br />
•Demonstrou-se que:<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
•Catiões libertados por corrosão podem entrar na corrente<br />
sanguínea e assim provocar reacções inflamatórias ou modular<br />
a resposta imunitária (activação/inibição de células B ou T)<br />
•Alguns catiões podem causar citotoxicidade significativa em<br />
células osteogénicas e afectar a diferenciação osteoblástica
Corrosão<br />
iões<br />
metálicos<br />
Soluções salinas<br />
Citotoxicidade<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Catiões libertados de <strong>ligas</strong> dentárias podem causar alterações<br />
biológicas significativas, mesmo em [ ] não citotóxicas<br />
Há evidência limitada sobre uma <<br />
citotoxicidade dos extractos de<br />
<strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong> vs soluções salinas.<br />
?<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
•Limitações de sensibilidade<br />
•Interacção entre os vários catiões<br />
Representativo…?<br />
A ter em<br />
conta!
Corrosão<br />
Citotoxicidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
Ligas <strong>metálicas</strong> sólidas e seus extractos<br />
•Estudo da corrosão<br />
Estudo da citotoxicidade<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
pH ácido<br />
pH neutro<br />
•Extractos de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
•Amostras sólidas de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Ensaios in vitro de curta-duração não<br />
reflectem o comportamento das <strong>ligas</strong><br />
<strong>metálicas</strong> in vivo a longo termo!<br />
Composição<br />
diferente…<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Permite estudar os<br />
efeitos dos parâmetros<br />
de superfície!
Corrosão<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Citotoxicidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
Ligas <strong>metálicas</strong> sólidas e seus extractos<br />
Cu<br />
Ni<br />
Be<br />
efeitos<br />
adversos<br />
•Citotoxicidade não corresponde ao expectável pela sua composição<br />
•Não há correlação entre a “nobreza” de uma liga e a sua<br />
citotoxicidade<br />
•Resistência de uma liga metálica à corrosão nada permite concluir<br />
quanto à sua biocompatibilidade<br />
•Ligas <strong>metálicas</strong> são frequentemente menos<br />
tóxicas que os respectivos metais isoladamente<br />
•Resultados variam consoante o tipo de célula<br />
usada<br />
Au<br />
Pd<br />
Ti
Corrosão<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Citotoxicidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
Ligas <strong>metálicas</strong> sólidas e seus extractos<br />
efeitos<br />
adversos<br />
•Topografia irregular do material dentário metálico pode<br />
interferir com o crescimento de tecido adjacente inflamação?<br />
•Libertação de partículas de pequena dimensão (desgaste<br />
mecânico) pode provocar inflamação dos tecidos adjacentes<br />
Iões metálicos libertados e topografia da superfície podem<br />
contribuir para o aparecimento de efeitos adversos na gengiva<br />
e no periodonto adjacentes à restauração dentária!<br />
Influencia a biocompatibilidade!
Corrosão<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Citotoxicidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
Efeitos em parâmetros imunológicos<br />
efeitos<br />
adversos<br />
•Exposição de linhas celulares de linfócitos (e outras células<br />
imunitárias) a materiais metálicos odontológicos provocou na<br />
produção de vários mediadores inflamatórios (interleucinas,<br />
TNF…), nalguns casos, em concentrações sub-tóxicas<br />
•Concentrações sub-tóxicas de vários metais (passíveis de<br />
libertação por corrosão – clinicamente relevantes) expressão de<br />
moléculas de adesão celular – possível participação na patogénese<br />
da inflamação
Corrosão<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Citotoxicidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
Efeitos em parâmetros imunológicos<br />
efeitos<br />
adversos<br />
•Alguns iões metálicos parecem produzir efeitos sinérgicos/<br />
aditivos com o LPS bacteriano na indução de resposta inflamatória<br />
•Alguns metais induziram a produção de ROS<br />
•Crómio evidenciou possível capacidade depressora do sistema<br />
imunitário<br />
•Níquel demonstrou potência inflamatória pronunciada<br />
• população de basófilos em pacientes com prótese de Ni-Cr <br />
hipersensibilidade?
Corrosão<br />
Citotoxicidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
Efeitos em parâmetros imunológicos<br />
Componentes metálicos de restaurações dentárias<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Modulação da expressão de vários factores imunológicos<br />
Participação nos efeitos<br />
inflamatórios de patologia<br />
intra-oral (e sistémica?)<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
•Mucosite oral<br />
•Gengivite/periodontite<br />
•Reabsorção óssea alveolar<br />
•…
Acção genotóxica, mutagénica e carcinogénica<br />
Corrosão<br />
iões<br />
metálicos<br />
Ensaios de acção<br />
mutagénica e genotóxica<br />
em sistemas teste<br />
(eucariotas e procariotas)<br />
•Micronúcleos<br />
•Troca de cromátides<br />
•Quebras de cadeia<br />
•Defeitos na reparação de<br />
DNA<br />
Carcinogenicidade?<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
Metal Mutagénico/<br />
Genotóxico<br />
Cd + +<br />
Co + +<br />
Cr + +<br />
Ni + +<br />
Sn ? -<br />
V - -<br />
Zn ? ?<br />
Be + +<br />
Ga + +<br />
Ti - ?<br />
Pd ? +<br />
Pt + ?<br />
Rh + +<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Carcinogénico
Acção genotóxica, mutagénica e carcinogénica<br />
Corrosão<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Existem muito poucos dados sobre os efeitos genotóxicos das<br />
<strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong> usadas em Medicina Dentária…<br />
•Há forte evidência que Ni, Co, Cr e Be aumentam o risco de cancro<br />
no Homem.<br />
•Vários ensaios de genotoxicidade não revelaram efeitos<br />
genotóxicos em diversas aplicações ortodônticas com Ti<br />
Não há estudos publicados que suportem a hipótese de<br />
as <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong> usadas em Medicina Dentária serem<br />
genotóxicas ou carcinogénicas para o Homem
Corrosão<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Interacções com microorganismos<br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
inibição significativa do<br />
crescimento das bactérias aeróbias<br />
proliferação de bactérias anaeróbicas<br />
Periodonto-patogénicas!<br />
efeitos<br />
adversos
Corrosão<br />
Interacções com microorganismos<br />
•Amálgama e Cu diminuem todos os tipos de bactérias estudadas<br />
•As superfícies polidas revelam menos bactérias do que as<br />
superfícies rugosas formação de placa?<br />
•Parâmetros físico-químicos da superfície influenciam a adesão<br />
de certas bactérias<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
iões<br />
metálicos<br />
•S. Sanguis<br />
•S. mutans<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Relevância…?
Corrosão<br />
Histocompatibilidade<br />
iões<br />
metálicos<br />
Estudos in vivo<br />
Implantação subcutânea<br />
em animais de laboratório<br />
Alterações histológicas de<br />
gravidade muito variável<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
•Locais<br />
•Necrose<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
•Ulceração<br />
•Inflamação<br />
Efeitos não podem ser previstos pela nobreza do<br />
material ou composição total da liga<br />
efeitos<br />
adversos<br />
•Sistémicas (pulmões, fígado, rins…)<br />
Cu<br />
In<br />
Be
Corrosão<br />
iões<br />
metálicos<br />
Alergenicidade<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Alergia a <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
usadas em Medicina Dentária Baixa frequência, MAS…<br />
•Reacções liquenóides<br />
•Inchaço<br />
•Dor nos lábios e nos<br />
tecidos moles oro-faciais<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
…condiciona a escolha!<br />
Reacção liquenóide<br />
A escolha de uma liga metálica deve ser efectuada após<br />
cuidadosa avaliação do seu potencial alergénico ou imunológico
Corrosão<br />
iões<br />
metálicos<br />
Alergenicidade<br />
•Ni tem elevada potência alergénica<br />
•Alergia cruzada ao Pd?<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
A evitar em indivíduos com<br />
história de alergia ao Ni!
Corrosão<br />
Risco ocupacional<br />
iões<br />
metálicos<br />
Técnicos dentários<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Pós e partículas de <strong>ligas</strong><br />
<strong>metálicas</strong> (Co-Cr, Co-Cr-Mo ou<br />
Be-…) e agentes abrasivos<br />
(sílica…)<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Preparação de restaurações<br />
Exposição a pós inorgânicos<br />
Doenças pulmunares<br />
ocupacionais (fibrose)
Corrosão<br />
UPC VI – Toxicologia<br />
Toxicidade de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong><br />
Risco ocupacional<br />
iões<br />
metálicos<br />
Interacção<br />
com células e<br />
proteínas<br />
efeitos<br />
adversos<br />
Preparação de restaurações com metais de base <br />
significativamente a incidência de pneumoconiose em<br />
técnicos dentários a laborar sem sistema de<br />
ventilação/ exaustão de vapores (ou insuficiente)<br />
•Recomenda-se a instalação de sistemas<br />
de ventilação e exaustão adequados<br />
9,8-15%<br />
•Processamento de <strong>ligas</strong> <strong>metálicas</strong> contendo Ni, Cr, Co ou Be não<br />
parece aumentar o risco de alergia a estes metais
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