Biovidro S53P4 e 45S5 no Tratamento da Osteomielite: Entenda as Diferenças

A osteomielite é uma infecção óssea grave, muitas vezes de difícil controle, que exige uma combinação de cirurgia cuidadosa e estratégias avançadas para eliminar a bactéria sem comprometer a estrutura do osso. Nos últimos anos, o biovidro (bioactive glass) se consolidou como uma das ferramentas mais estudadas no tratamento cirúrgico da osteomielite, especialmente em casos crônicos e de difícil resolução, como os que acometem pacientes com pé diabético.

Existem dois biovidros de referência quando o assunto é regeneração óssea e controle de infecção: o 45S5, o vidro bioativo original, e o S53P4, sua evolução voltada especificamente para o tratamento de osso infectado. Neste artigo, vamos explicar o que é o biovidro, a diferença de composição e função entre o 45S5 e o S53P4, e em que situações cada um costuma ser indicado.

O que é osteomielite e por que o tratamento é um desafio

A osteomielite é a infecção do tecido ósseo, causada geralmente por bactérias como o Staphylococcus aureus. Ela pode surgir após uma fratura exposta, uma cirurgia ortopédica, uma úlcera de pé diabético infectada ou por disseminação de uma infecção de outra parte do corpo.

O grande desafio no tratamento é que o osso infectado costuma formar áreas de tecido morto (sequestro ósseo) e biofilme bacteriano — uma espécie de “escudo” que protege as bactérias da ação dos antibióticos administrados por via oral ou venosa.

Por isso, na maioria dos casos, apenas o uso de antibióticos não é suficiente: é necessário um procedimento cirúrgico de desbridamento (remoção do tecido ósseo infectado e desvitalizado), seguido de uma estratégia para preencher o espaço morto deixado no osso e ajudar no controle local da infecção.

É exatamente nessa etapa que o biovidro entra como uma opção terapêutica relevante.

Preenchimento do espeço morto com biovidro

O que é biovidro e como ele age contra a infecção óssea

O biovidro é um material sintético biocompatível, composto principalmente por sílica, cálcio, sódio e fósforo, desenvolvido para ter propriedades osteocondutoras (ou seja, capazes de servir de arcabouço para a formação de novo osso) e, ao mesmo tempo, ação antibacteriana.

Mecanismo de ação: liberação iônica e ambiente antibacteriano

Quando os grânulos de biovidro entram em contato com os fluidos corporais, ocorre uma reação química de superfície: íons de sódio e cálcio são liberados, elevando o pH e a osmolaridade do ambiente ao redor do implante. Essa mudança cria condições hostis para a sobrevivência das bactérias, sem depender de um antibiótico específico — o que é uma vantagem importante em infecções causadas por bactérias multirresistentes.

Ao mesmo tempo, forma-se uma camada de gel de sílica na superfície do material, que favorece a adesão de células ósseas e estimula a formação de novo tecido ósseo (osteogênese) no local.

Por que o biovidro é diferente do enxerto ósseo tradicional

Diferente do enxerto ósseo autólogo (retirado do próprio paciente) ou de cimentos com antibiótico, o biovidro combina três funções na mesma aplicação: preenchimento do espaço morto, ação antibacteriana local de amplo espectro e estímulo à regeneração óssea. Em muitos protocolos, isso permite reduzir o número de cirurgias necessárias, já que, ao contrário de alguns cimentos de polimetilmetacrilato (PMMA) com antibiótico, o biovidro geralmente não precisa ser removido em uma segunda cirurgia.

Os dois principais tipos de biovidro: 45S5 e S53P4

Embora existam diversas formulações de vidro bioativo em pesquisa, dois tipos concentram praticamente toda a relevância clínica e histórica no tratamento ósseo: o 45S5 e o S53P4. Ambos pertencem à mesma família de vidros bioativos à base de silicato (SiO₂, Na₂O, CaO e P₂O₅), mas foram desenvolvidos com objetivos diferentes e têm proporções distintas desses componentes — o que muda significativamente seu comportamento biológico.

Biovidro 45S5: o vidro bioativo original

O 45S5 (nome comercial mais conhecido: Bioglass®) foi o primeiro vidro bioativo desenvolvido, criado por Larry Hench no final dos anos 1960. Sua composição é aproximadamente 45% SiO₂, 24,5% Na₂O, 24,5% CaO e 6% P₂O₅.

Por ter um teor de sílica relativamente baixo e teores elevados de sódio e cálcio, o 45S5 é altamente reativo: dissolve-se rapidamente e forma uma camada de hidroxiapatita (mineral que compõe o osso natural) em poucas horas a dias, o que lhe confere excelente capacidade de ligação ao osso e a tecidos moles. Por isso, é amplamente utilizado em enxertos ósseos, aplicações odontológicas e produtos de regeneração óssea em geral (como Perioglas® e NovaBone®).

O 45S5 também apresenta atividade antibacteriana, decorrente da elevação de pH e da osmolaridade durante sua dissolução. Por muito tempo, essa propriedade foi menos estudada no 45S5 do que no S53P4, e o 45S5 permaneceu mais associado à regeneração óssea em geral do que ao tratamento de osso já infectado — um cenário que estudos comparativos recentes têm reavaliado.

Biovidro S53P4: a evolução voltada ao controle de infecção

O S53P4 (nome comercial BonAlive®) foi desenvolvido posteriormente, com uma composição ajustada em relação ao 45S5: aproximadamente 53% SiO₂, 23% Na₂O, 20% CaO e 4% P₂O₅ (teor de sílica mais alto e teores menores de sódio e cálcio).

Essa composição tende a torná-lo mais lento para se dissolver que o 45S5, e essa é a lógica tradicionalmente usada para explicar por que o S53P4 se tornou o biovidro de referência clínica no tratamento da osteomielite: o material liberaria o efeito antibacteriano (elevação de pH e osmolaridade) de forma mais sustentada ao longo do tempo.

O que é inquestionável é a base de evidência clínica (em pacientes, não apenas em laboratório): o S53P4 é o biovidro com o maior volume de estudos clínicos dedicados especificamente à osteomielite, sendo utilizado rotineiramente na Europa desde 2011 para preenchimento de cavidades ósseas após o desbridamento cirúrgico, com estudos de médio e longo prazo (Lindfors et al., McAndrew et al., Romano et al., Drampalos et al.) sustentando essa indicação.

O que mostram os estudos comparativos: 45S5 vs. S53P4 na ação antibacteriana

Um ponto importante — e que a literatura mais recente tem colocado em discussão — é a ideia de que o S53P4 seria sempre superior ao 45S5 em atividade antibacteriana. Um estudo laboratorial (in vitro) publicado em 2022 na BMC Microbiology (Zhou, Garcia & Kotsakis) comparou diretamente os dois biovidros contra patógenos relevantes em osteomielite — incluindo MRSA, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus gordonii e Veillonella parvula — e contra biofilme bacteriano estabelecido, inclusive um biofilme multiespécie de amostra clínica.

Os achados principais foram:

• O tamanho da partícula, e não apenas a composição, foi o fator determinante da atividade antibacteriana: partículas menores (32–125 µm) tiveram efeito muito mais robusto que partículas maiores (500 µm a 2 mm), nos dois tipos de biovidro.
• Nas partículas menores, tanto o 45S5 quanto o S53P4 inibiram completamente o crescimento de MRSA em 24h.
• Contra S. gordonii e no efeito antibiofilme (biofilme de MRSA, de V. parvula e biofilme clínico multiespécie avaliado por microscopia eletrônica), o 45S5 teve desempenho igual ou superior ao S53P4, inclusive matando mais bactérias dentro do biofilme.
• A conclusão dos próprios autores foi que “há evidência considerável de que o 45S5 apresenta um grau de atividade antibacteriana maior que o S53P4”, sugerindo que as indicações do 45S5 poderiam, em tese, ser ampliadas para incluir o tratamento de sítios infectados.

Diferença entre S53P4 e 45S5

Na prática, os dois materiais compartilham a mesma origem química e o mesmo mecanismo básico de ação (liberação iônica, elevação de pH e osmolaridade). O S53P4 segue sendo a escolha com maior respaldo clínico documentado para o tratamento cirúrgico da osteomielite, enquanto o 45S5 é tradicionalmente mais associado à regeneração óssea — ainda que estudos laboratoriais recentes sugiram que seu potencial antibacteriano possa ter sido subestimado e mereça mais investigação clínica.

Como o biovidro é aplicado no tratamento da osteomielite

O uso do biovidro segue, de forma geral, os seguintes passos:

1. Diagnóstico e planejamento — confirmação da osteomielite por exames de imagem (radiografia, ressonância magnética, tomografia) e, quando possível, identificação da bactéria causadora por cultura.
2. Desbridamento cirúrgico — remoção completa do tecido ósseo infectado e desvitalizado, etapa fundamental para o sucesso do tratamento, independentemente do material usado a seguir.
3. Preenchimento da cavidade com biovidro — os grânulos ou a pasta são colocados na cavidade óssea resultante do desbridamento.
4. Fechamento e acompanhamento — a ferida é fechada conforme o planejamento cirúrgico, com acompanhamento clínico e radiográfico para avaliar a evolução da consolidação óssea e o controle da infecção.

O tratamento é sempre individualizado e frequentemente combinado com antibioticoterapia sistêmica, conforme avaliação do cirurgião ortopedista.

Vantagens do biovidro em relação a outras técnicas

• Ação antibacteriana sem depender de antibiótico específico, útil em infecções por bactérias multirresistentes.
• Não costuma exigir remoção cirúrgica posterior, ao contrário de alguns cimentos com antibiótico.
• Estímulo à formação óssea, favorecendo a reconstrução do osso afetado.
• Possibilidade de cirurgia em tempo único em casos selecionados, reduzindo o número de internações e procedimentos.

Biovidro é indicado para todos os casos de osteomielite?

Não. A indicação do biovidro depende da avaliação individual de cada caso, considerando fatores como extensão da infecção, tipo de bactéria envolvida, condição vascular do membro, presença de comorbidades (como diabetes) e histórico de tratamentos anteriores. Em alguns casos, outras estratégias — como enxerto ósseo autólogo, cimento com antibiótico ou até procedimentos em múltiplos tempos — podem ser mais adequadas. Essa decisão deve ser sempre feita por um cirurgião especialista em infecção óssea.

Biovidro no tratamento da osteomielite em pacientes com pé diabético

Pacientes com pé diabético têm risco aumentado de desenvolver osteomielite, principalmente a partir de úlceras infectadas que evoluem para o osso. Nesses casos, o tratamento é particularmente desafiador, pois envolve não apenas o controle da infecção, mas também a preservação da função do pé e, sempre que possível, a prevenção de amputações.

O uso do biovidro nesse contexto pode ser uma alternativa relevante dentro de um plano de tratamento multidisciplinar, que geralmente envolve controle glicêmico, avaliação vascular, cuidados com a ferida e cirurgia especializada em pé e tornozelo.

Perguntas Frequentes

Quando procurar um ortopedista com enfoque em infecção óssea (osteomielite)

Se você tem uma ferida no pé que não cicatriza, sinais de infecção óssea (dor persistente, inchaço, secreção, febre)  em qualquer osso do corpo ou já recebeu o diagnóstico de osteomielite e busca uma segunda opinião sobre as opções de tratamento — incluindo o uso de biovidro —, o acompanhamento com um especialista  é fundamental para definir a melhor estratégia para o seu caso. Agende sua consulta.

Tratar osteomielite vai muito além de um diagnóstico. O planejamento minucioso, a expertise de uma equipe completa é um divisor de águas no tratamento.

Dr. Eduardo Araujo Pires é médico ortopedista especialista em cirurgia do pé e tornozelo pela USP e dedica sua carreira no tratamento e prevenção do pé diabético e infecções ósseas. 

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