Biological behavior of magnesium-substituted hydroxyapatite during bone repair / Comportamento biológico de hidroxiapatita substituída com magnésio durante o reparo ósseo

The aim of this study was to analyze the biological behavior and osteogenic potential of magnesium (Mg) substituted hydroxyapatite (HA) microspheres, implanted in a critical bone defect, considering that this ion is of great clinical interest, since it is closely associated with homeostasis and bone mineralization. For the purpose of this study, 30 rats were used to compose three experimental groups: GI - bone defect filled with HA microspheres; GII - bone defect filled with HA microspheres replaced with Mg; GIII - empty bone defect; evaluated at biological points of 15 and 45 days. The histological results, at 15 days, showed, in all the groups, a discrete chronic inflammatory infiltrate; biomaterials intact and surrounded by connective tissue; and bone neoformation restricted to the borders. At 45 days, in the GI and GII groups, an inflammatory response of discrete granulomatous chronic type was observed, and in the GIII there was a scarce presence of mononuclear inflammatory cells; in GI and GII, the microspheres were seen to be either intact or fragmented, surrounded by fibrous connective tissue rich in blood vessels; and discrete bone neoformation near the edges and surrounding some microspheres. In GIII, the mineralization was limited to the borders and the remaining area was filled by fibrous connective tissue. It was concluded that the biomaterials were biocompatible and osteoconductive, and the percentage of Mg used as replacement ion in the HA did not favor a greater bone neoformation in relation to the HA without the metal.(AU)

O objetivo deste estudo foi analisar o comportamento biológico de microesferas de hidroxiapatita (HA) substituída com magnésio (Mg) durante o reparo de defeito ósseo crítico, tendo em vista que este íon é de grande interesse clínico, pois está intimamente associado à homeostasia e à mineralização óssea. Para tanto, utilizou-se 30 ratos para compor três grupos experimentais: GI - defeito ósseo preenchido com microesferas de HA; GII - defeito ósseo preenchido com microesferas de HA substituída com Mg; GIII (controle) - defeito ósseo vazio; avaliados nos pontos biológicos de 15 e 45 dias. Os resultados histológicos evidenciaram, aos 15 dias, discreto infiltrado inflamatório crônico e neoformação óssea restrita às bordas, em todos os grupos. Nos grupos GI e GII, os biomateriais mantiveram-se íntegros e circundados por tecido conjuntivo frouxo. Aos 45 dias, notou-se resposta inflamatória do tipo crônica granulomatosa discreta nos grupos GI e GII, e no GIII presença escassa de células inflamatórias mononucleares. As microesferas implantadas no GI e GII mantiveram-se, em sua maioria, íntegras e envolvidas por tecido conjuntivo fibroso. Notou-se discreta neoformação óssea próxima às bordas e circunjacente a algumas microesferas. No GIII, a mineralização limitou-se às bordas e a área remanescente foi preenchida por tecido conjuntivo fibroso. Conclui-se que os biomateriais foram biocompatíveis, bioativos, osteocondutores e apresentaram biodegradação lenta, indicando seu grande potencial para em aplicações clínica como biomaterial de preenchimento.(AU)

Biological behavior of magnesium-substituted hydroxyapatite during bone repair

Abstract The aim of this study was to analyze the biological behavior and osteogenic potential of magnesium (Mg) substituted hydroxyapatite (HA) microspheres, implanted in a critical bone defect, considering that this ion is of great clinical interest, since it is closely associated with homeostasis and bone mineralization. For the purpose of this study, 30 rats were used to compose three experimental groups: GI - bone defect filled with HA microspheres; GII - bone defect filled with HA microspheres replaced with Mg; GIII - empty bone defect; evaluated at biological points of 15 and 45 days. The histological results, at 15 days, showed, in all the groups, a discrete chronic inflammatory infiltrate; biomaterials intact and surrounded by connective tissue; and bone neoformation restricted to the borders. At 45 days, in the GI and GII groups, an inflammatory response of discrete granulomatous chronic type was observed, and in the GIII there was a scarce presence of mononuclear inflammatory cells; in GI and GII, the microspheres were seen to be either intact or fragmented, surrounded by fibrous connective tissue rich in blood vessels; and discrete bone neoformation near the edges and surrounding some microspheres. In GIII, the mineralization was limited to the borders and the remaining area was filled by fibrous connective tissue. It was concluded that the biomaterials were biocompatible and osteoconductive, and the percentage of Mg used as replacement ion in the HA did not favor a greater bone neoformation in relation to the HA without the metal.

Resumo O objetivo deste estudo foi analisar o comportamento biológico de microesferas de hidroxiapatita (HA) substituída com magnésio (Mg) durante o reparo de defeito ósseo crítico, tendo em vista que este íon é de grande interesse clínico, pois está intimamente associado à homeostasia e à mineralização óssea. Para tanto, utilizou-se 30 ratos para compor três grupos experimentais: GI - defeito ósseo preenchido com microesferas de HA; GII - defeito ósseo preenchido com microesferas de HA substituída com Mg; GIII (controle) - defeito ósseo vazio; avaliados nos pontos biológicos de 15 e 45 dias. Os resultados histológicos evidenciaram, aos 15 dias, discreto infiltrado inflamatório crônico e neoformação óssea restrita às bordas, em todos os grupos. Nos grupos GI e GII, os biomateriais mantiveram-se íntegros e circundados por tecido conjuntivo frouxo. Aos 45 dias, notou-se resposta inflamatória do tipo crônica granulomatosa discreta nos grupos GI e GII, e no GIII presença escassa de células inflamatórias mononucleares. As microesferas implantadas no GI e GII mantiveram-se, em sua maioria, íntegras e envolvidas por tecido conjuntivo fibroso. Notou-se discreta neoformação óssea próxima às bordas e circunjacente a algumas microesferas. No GIII, a mineralização limitou-se às bordas e a área remanescente foi preenchida por tecido conjuntivo fibroso. Conclui-se que os biomateriais foram biocompatíveis, bioativos, osteocondutores e apresentaram biodegradação lenta, indicando seu grande potencial para em aplicações clínica como biomaterial de preenchimento.

Local effect of simvastatin combined with different osteoconductive biomaterials and collagen sponge on new bone formation in critical defects in rat calvaria

Purpose To evaluate the local effect of simvastatin (SVT) combined with deproteinized bovine bone (DBB) with hydroxyapatite/β-tricalcium phosphate biphasic ceramics (HA/TCP) and with collagen sponge (CS) on bone repair in critical size defects (CSDs) in rat calvaria. Methods Forty-two 5-mm diameter CSDs were made bilaterally in the calvaria of 18 rats. The animals were allocated according to the type of biomaterial and associations used to fill the CSD. After 8 weeks, the animals were euthanized, and their calvaria were evaluated for repaired tissue composition using histologic and histometric analyses. Results In the histometric analysis, the use of SVT showed to increase bone formation in the CSDs when combined with all the bone substitutes tested in this study (p<0.05). Greater bone formation was observed in the groups with SVT compared to the groups without SVT. Conclusions The use of SVT without the need for a vehicle and combined with a commercially available biomaterial may be a cheaper way to potentiate the formation of bone tissue without the need to produce new biomaterials. Therefore, SVT combined with DBB induced significantly greater new bone formation than did the other treatments.(AU)

Potencial of different hydroxyapatites as biomaterials in the bone remodeling

Purpose: To analyze the therapeutic potentials of different hydroxyapatites used for the correction of bone defects in rats. Methods: Forty rats, male, albino wistar, were distributed in 4 groups. They were submitted to a 3.5 mm defect in tibia. They received low purity hydroxyapatite, Strontium hydroxyapatite and hydroxyapatite doped with gallium, having a seven day evaluation time. Histopathology slides were stained with hematoxylin-eosin, for morphological evaluation. Were analyzed inflammatory processes, necrosis, presence of osteoclasts and osteoblasts, presence of the material, presence of white cells, neovascularization and bone neoformation. Results: It was observed that the groups HAPSr and HAPGa, presented better results of trabecular bone, hyaline cartilage and bone marrow more organized. Conclusion: There was improvement in the repair of the bone defect produced, showing that these hydroxyapatites are effective osteoinductive, osteoconductive, osteintegrant agents and have biocompatibility, and may be indicated for use in defect repairs.(AU)

Biological behavior of magnesium-substituted hydroxyapatite during bone repair

Abstract The aim of this study was to analyze the biological behavior and osteogenic potential of magnesium (Mg) substituted hydroxyapatite (HA) microspheres, implanted in a critical bone defect, considering that this ion is of great clinical interest, since it is closely associated with homeostasis and bone mineralization. For the purpose of this study, 30 rats were used to compose three experimental groups: GI - bone defect filled with HA microspheres; GII - bone defect filled with HA microspheres replaced with Mg; GIII - empty bone defect; evaluated at biological points of 15 and 45 days. The histological results, at 15 days, showed, in all the groups, a discrete chronic inflammatory infiltrate; biomaterials intact and surrounded by connective tissue; and bone neoformation restricted to the borders. At 45 days, in the GI and GII groups, an inflammatory response of discrete granulomatous chronic type was observed, and in the GIII there was a scarce presence of mononuclear inflammatory cells; in GI and GII, the microspheres were seen to be either intact or fragmented, surrounded by fibrous connective tissue rich in blood vessels; and discrete bone neoformation near the edges and surrounding some microspheres. In GIII, the mineralization was limited to the borders and the remaining area was filled by fibrous connective tissue. It was concluded that the biomaterials were biocompatible and osteoconductive, and the percentage of Mg used as replacement ion in the HA did not favor a greater bone neoformation in relation to the HA without the metal.

Resumo O objetivo deste estudo foi analisar o comportamento biológico de microesferas de hidroxiapatita (HA) substituída com magnésio (Mg) durante o reparo de defeito ósseo crítico, tendo em vista que este íon é de grande interesse clínico, pois está intimamente associado à homeostasia e à mineralização óssea. Para tanto, utilizou-se 30 ratos para compor três grupos experimentais: GI - defeito ósseo preenchido com microesferas de HA; GII - defeito ósseo preenchido com microesferas de HA substituída com Mg; GIII (controle) - defeito ósseo vazio; avaliados nos pontos biológicos de 15 e 45 dias. Os resultados histológicos evidenciaram, aos 15 dias, discreto infiltrado inflamatório crônico e neoformação óssea restrita às bordas, em todos os grupos. Nos grupos GI e GII, os biomateriais mantiveram-se íntegros e circundados por tecido conjuntivo frouxo. Aos 45 dias, notou-se resposta inflamatória do tipo crônica granulomatosa discreta nos grupos GI e GII, e no GIII presença escassa de células inflamatórias mononucleares. As microesferas implantadas no GI e GII mantiveram-se, em sua maioria, íntegras e envolvidas por tecido conjuntivo fibroso. Notou-se discreta neoformação óssea próxima às bordas e circunjacente a algumas microesferas. No GIII, a mineralização limitou-se às bordas e a área remanescente foi preenchida por tecido conjuntivo fibroso. Conclui-se que os biomateriais foram biocompatíveis, bioativos, osteocondutores e apresentaram biodegradação lenta, indicando seu grande potencial para em aplicações clínica como biomaterial de preenchimento.

Behavior study of the doped castor bean polymer rod with bioactive glass and hidroxyapatite in mice femur medullary canal

Purpose: To evaluate the polymer doped rods behavior with bioactive glass and hydroxyapatite for possible application as a fracture fixing method. Methods Twenty eight Rattus norvegicus Wistar underwent bone defect for access to the femoral medullary canal and distributed into three experimental groups: group A - doped castor bean polymer with bioactive glass; group B - castor bean polymer and; group C - castor bean polymer doped with bioactive glass and hydroxyapatite. After 15 and 60 evaluation days, the femurs were removed and sent for histology and scanning electron microscopy. Results Initially mild and moderate inflammatory infiltrate is observed that decreases as time goes by, and the presence of connective tissue capsule around the graft in all groups. Regarding the biomaterials resorption little was observed. The implanted rods did not favor the osteoconductive process in the femoral medullary canal which was observed only in the C15 group. Conclusions The association of castor bean polymer, bioactive glass and hydroxyapatite was biocompatible and osteointegrable. The osteoconductive only occurred in the presence of hydroxyapatite and bioactive glass (C15 Group) and little biodegradation was observed.(AU)

The effect of cancellous bone grafts on time to consolidation at osteotomy site following tibial tuberosity advancement in dogs / Interferência do osso esponjoso na consolidação óssea do defeito resultante da osteotomia para avanço da tuberosidade tibial em cães

Rupture of the cranial cruciate ligament is the main cause of lameness in dogs. Several surgical techniques are used as a treatment, especially osteotomies, as the tibial tuberosity advancement (TTA). Recently new research are being conducted investigating ways to reduce bone healing time. Cancellous bone grafting is considered to be the gold standard method to speed healing due to its osteoinductive and osteoconductive properties. The aim of this study was to evaluate the effect of cancellous gone grafts on the time taken for consolidation at the osteotomy site in dogs undergoing TTA surgery. TTA surgery was performed in 19 stifles in which there was rupture of the cranial cruciate ligament and a tibial plateau angle less than 27 degrees. The cases were divided into two groups: dogs in the control group (C) had TTA only and for those in the study group (E) TTA was complimented with a cancellous bone graft. Serial radiographs were evaluated at 21 day intervals post-surgery and consolidation was confirmed by visual inspection by three observers (two radiologists and an orthopedic surgeon). There was no difference in consolidation time between Groups C and E. The addition of cancellous bone grafting to the osteotomy did not influence time to consolidation in dogs undergoing TTA surgery.

A ruptura do ligamento cruzado cranial é a principal causa de claudicação em cães. Várias técnicas cirúrgicas são utilizadas como tratamento, principalmente as osteotomias, como o avanço da tuberosidade tibial (TTA). Atualmente pesquisas estão sendo realizadas com o intuito de diminuir o tempo de consolidação óssea. O osso esponjoso é considerado enxerto ósseo padrão ouro devido seu poder osteoindutor e osteocondutor. O objetivo desse trabalho foi avaliar o tempo de consolidação óssea em cães com uso de osso esponjoso ou não em animais submetidos a cirurgia de TTA. Foram operados 19 joelhos com ruptura do ligamento cruzado cranial e ângulo platô tibial inferior a 27º, submetidos a cirurgia de avanço da tuberosidade tibial foram aleatoriamente separados em dois grupos: C (controle) e E (TTA mais osso esponjoso). A consolidação óssea foi confirmada por método visual (três observadores), sendo dois radiologistas e um ortopedista, que avaliaram radiografias seriadas dos membros operados com intervalos de 21 dias. Os grupos C e E não apresentaram diferenças estatísticas nos tempos de consolidação do defeito ósseo. Conclui-se que não houve interferência no tempo de consolidação com uso de osso esponjoso na falha da osteotomia após TTA.

The effect of cancellous bone grafts on time to consolidation at osteotomy site following tibial tuberosity advancement in dogs / Interferência do osso esponjoso na consolidação óssea do defeito resultante da osteotomia para avanço da tuberosidade tibial em cães

Rupture of the cranial cruciate ligament is the main cause of lameness in dogs. Several surgical techniques are used as a treatment, especially osteotomies, as the tibial tuberosity advancement (TTA). Recently new research are being conducted investigating ways to reduce bone healing time. Cancellous bone grafting is considered to be the gold standard method to speed healing due to its osteoinductive and osteoconductive properties. The aim of this study was to evaluate the effect of cancellous gone grafts on the time taken for consolidation at the osteotomy site in dogs undergoing TTA surgery. TTA surgery was performed in 19 stifles in which there was rupture of the cranial cruciate ligament and a tibial plateau angle less than 27 degrees. The cases were divided into two groups: dogs in the control group (C) had TTA only and for those in the study group (E) TTA was complimented with a cancellous bone graft. Serial radiographs were evaluated at 21 day intervals post-surgery and consolidation was confirmed by visual inspection by three observers (two radiologists and an orthopedic surgeon). There was no difference in consolidation time between Groups C and E. The addition of cancellous bone grafting to the osteotomy did not influence time to consolidation in dogs undergoing TTA surgery.(AU)

A ruptura do ligamento cruzado cranial é a principal causa de claudicação em cães. Várias técnicas cirúrgicas são utilizadas como tratamento, principalmente as osteotomias, como o avanço da tuberosidade tibial (TTA). Atualmente pesquisas estão sendo realizadas com o intuito de diminuir o tempo de consolidação óssea. O osso esponjoso é considerado enxerto ósseo padrão ouro devido seu poder osteoindutor e osteocondutor. O objetivo desse trabalho foi avaliar o tempo de consolidação óssea em cães com uso de osso esponjoso ou não em animais submetidos a cirurgia de TTA. Foram operados 19 joelhos com ruptura do ligamento cruzado cranial e ângulo platô tibial inferior a 27º, submetidos a cirurgia de avanço da tuberosidade tibial foram aleatoriamente separados em dois grupos: C (controle) e E (TTA mais osso esponjoso). A consolidação óssea foi confirmada por método visual (três observadores), sendo dois radiologistas e um ortopedista, que avaliaram radiografias seriadas dos membros operados com intervalos de 21 dias. Os grupos C e E não apresentaram diferenças estatísticas nos tempos de consolidação do defeito ósseo. Conclui-se que não houve interferência no tempo de consolidação com uso de osso esponjoso na falha da osteotomia após TTA.(AU)

Effects of local alendronate administration on bone defect healing. Histomorphometric and radiological evaluation in a rabbit model

Purpose: To performed a histomorphometric and radiological study to evaluate the effects of alendronate sodium administered locally in mandibular bone defects created in rabbits. Methods: Two circular defects 5 mm in diameter were created bilaterally in the mandibular corpus of 20 New Zealand rabbits (i.e., four defects per animal). Each defect received one of four treatments: no treatment (EC group), alendronate irrigation (AL group), autogenous bone grafting (AG group), or alendronate irrigation with autogenous bone grafting (AL+AG group). Histomorphometric and radiological assessments were conducted at 4 and 8 weeks after surgery. Results: Between-group comparisons of the new bone area, the value of the AL+AG group was significantly lower thanthe remaining three groups at 4 weeks postoperatively. In all groups, the new bone area was significantly larger at 8 weeks than at 4 weeks. The residual graft area at 4 and 8 weeks was significantly higher in the AL+AG group than in the AG group, although it was significantly smaller at 8 weeks than at 4 weeks in both these groups. Conclusion: The use of alendronate sodium in conjunction with autogenous bone grafting improves the osteoconductive properties of the graft, enhances graft retention in the defect, and improves ossification.(AU)

Desenvolvimento de uma membrana sintética na regeneração óssea

Os reparos de perdas ósseas, como no caso de fraturas, representam um desafio na rotina cirúrgica ortopédica, uma vez que exige o desenvolvimento de sistemas que contribuem para promoção da regeneração do tecido perdido, permitindo o completo retorno à função. A utilização de enxertos autógenos e alógenos é uma alternativa de tratamento para essas situações, entretanto existem os riscos de infecções cirúrgicas, dificuldade para reposicionamento do animal no trans-cirúgico, da dor pós-operatória, e a quantidade do material coletado, na maioria das vezes, torna-se insuficiente para realização do procedimento. Por isso, as pesquisas e novos métodos, como a engenharia de tecidos ósseos e medicina regenerativa, visam aumentar sua disponibilidade, reduzir o tempo de recuperação, os custos relacionados e melhorar a regeneração tecidual. Neste contexto, as terapias com biomateriais sintéticos e biodegradáveis como biocerâmicas e polímeros demonstram um grande potencial para a regeneração óssea. Entretanto, existe um grande desafio ao se combinar diferentes materiais a fim de obter a interação desses com o meio biológico e minimizar reações indesejáveis, adequando o tempo de degradação e a taxa de crescimento tecidual no local de implantação. Além da combinação adequada dos materiais, o método de processamento para a obtenção de matrizes porosas é importante. Os materiais de fosfato de cálcio são comumente usados na engenharia de tecidos ósseos, e desses materiais, a hidroxiapatita (HAP) é frequentemente usada, pois é o principal componente dos ossos, com capacidade osseocondutora. Já a policaprolactona (PCL) é um dos polímeros mais atraentes para regeneração óssea, com excelentes propriedades mecânicas, biocompatibilidade e biodegradabilidade. Dessa forma, pretendeu-se com esse trabalho realizar três capítulos: O primeiro que é avaliar a influência dos tipos de tratamentos e fatores predisponentes a complicações na consolidação de fraturas de rádio e ulna em cães por meio de uma revisão sistemática; O segundo, obter o perfil epidemiológico de cães com fraturas de rádio e ulna atendidos no hospital veterinário-ufv; e por último, desenvolver e caracterizar uma membrana de hidroxiapatita e policaprolactona e analisar sua utilização na regeneração óssea em modelo experimental de ostectomia de rádio em coelhos.

The repair of bone loss represent a challenge in the orthopedic surgical routine, as it requires the development of systems that contribute to promoting the regeneration lost tissue, allowing complete return to function. The use of autogenous and allogeneic grafts is an alternative treatment for these situations, however there are risks of surgical infections, difficulty in repositioning the animal in the trans-surgical period, postoperative pain, and the amount of material collected in most cases becomes insufficient to perform the procedure.Therefore, research and new methods, such as bone tissue engineering and regenerative medicine, aim to increase its availability, reduce recovery time, related costs and improve tissue regeneration. In this context, therapies with synthetic and biodegradable biomaterials such as bioceramics and polymers demonstrate a great potential for bone regeneration. However, there is a major challenge by combining different materials in order to get (to obtain) their interaction with the biological environment and minimize undesirable reactions, adjusting the degradation time and tissue growth rate at the implantation site.In addition to the appropriate combination of materials, the processing method for obtaining porous matrices is important. Calcium phosphate materials are commonly used in bone tissue engineering, and of these materials, hydroxyapatite (HAP) is often used as it is the main component of bone with an osteoconductive capacity. Polycaprolactone (PCL) is one of the most attractive polymers for bone regeneration, with excellent mechanical properties, good biocompatibility and biodegradability. Thus, this work intended to carry out three chapters: The first is to assess the influence of types of treatments and predisposing factors to complications in the healing of fractures of the radius and ulna in dogs through a systematic review; The second is to obtain the epidemiological profile of dogs with radius and ulna fractures treated at the ufv-veterinary hospital; and finally, to develop and characterize a hydroxyapatite and polycaprolactone membrane and analyze its use in bone regeneration in an experimental model of radium ostectomy in rabbits.

Avaliação da interação biológica entre compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita e tecido ósseo ovino / Investigation of biological interactions of chitosan-collagen-hydroxyapatite composite with bone tissue in sheep

As lesões em membros de grandes animais são um desafio para médicos veterinários, uma vez que somente a osteossíntese não garante resultados satisfatórios. Muitos pesquisadores vêm se dedicando ao desenvolvimento e estudo de substitutos ósseos produzidos de materiais naturais, como quitosana, colágeno e hidroxiapatita, que auxiliam na regeneração óssea. Seis ovinos fêmeas da raça Santa Inês foram submetidos a ostectomias unicorticais de sete milímetros de diâmetro na região proximal da superfície dorsomedial dos III/IV metacarpianos. Foi implantado compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita em um membro torácico para avaliação da biocompatibilidade do material ao tecido ósseo ovino, e no membro contralateral foi reproduzida a mesma técnica, porém foi mantido sem preenchimento, como controle. Após 60 dias do procedimento cirúrgico, realizou-se biópsia óssea na área de interface entre biomaterial/osso (membro com compósito) e tecido neoformado/osso (membro controle), para realização de avaliação histológica do material não descalcificado, por meio de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. Na análise histomorfométrica, mediante microscopia de luz, foi possível identificar maior porcentagem de tecido neoformado em membro controle, quando comparado ao membro com compósito (80% e 63,5%, respectivamente; P<0,05). Por meio da microscopia eletrônica de varredura, observou-se invasão da estrutura interna do compósito por tecido ósseo neoformado. Não houve formação de tecido cicatricial, reação de corpo estranho ou resposta inflamatória crônica nas amostras analisadas. Conclui-se que o compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita, quando implantado em tecido ósseo ovino, apresenta biocompatibilidade e perfil osteocondutor.(AU)

Fracture management poses a great challenge to large animal practitioners. Osteosynthesis alone is often insufficient to provide satisfactory outcomes in large animals; therefore, several research efforts have been made to investigate and develop bone substitutes capable of promoting bone regeneration. Chitosan-collagen-hydroxyapatite composites constitute a promising alternative given their similar composition to bone. Six Santa Inês ewes were submitted to the creation of experimental 7mm wide unicortical defects on the dorsomedial aspect of the proximal III/IV metacarpal bone diaphysis. Limbs were randomly selected for treatment with chitosan-collagen-hydroxyapatite composite or to serve as untreated controls. Biopsy fragments were collected from the bone/new bone or the bone/biomaterial interface (control and treated defects respectively) within 60 days of surgery; composite biocompatibility was assessed using light and scanning electron microscopy. Histomorphometric analysis under light microscopy revealed greater percentage of new bone tissue in control compared to treated defects (80% and 63.5% respectively; P<0.05). No scar tissue formation, foreign body or chronic inflammatory reactions were observed. Scanning electron microscopy revealed invasion of the composite by new bone tissue. The chitosan-collagen-hydroxyapatite composite studied is biocompatible with bone and shows osteoconductive properties in sheep.

Avaliação da interação biológica entre compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita e tecido ósseo ovino / Investigation of biological interactions of chitosan-collagen-hydroxyapatite composite with bone tissue in sheep

As lesões em membros de grandes animais são um desafio para médicos veterinários, uma vez que somente a osteossíntese não garante resultados satisfatórios. Muitos pesquisadores vêm se dedicando ao desenvolvimento e estudo de substitutos ósseos produzidos de materiais naturais, como quitosana, colágeno e hidroxiapatita, que auxiliam na regeneração óssea. Seis ovinos fêmeas da raça Santa Inês foram submetidos a ostectomias unicorticais de sete milímetros de diâmetro na região proximal da superfície dorsomedial dos III/IV metacarpianos. Foi implantado compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita em um membro torácico para avaliação da biocompatibilidade do material ao tecido ósseo ovino, e no membro contralateral foi reproduzida a mesma técnica, porém foi mantido sem preenchimento, como controle. Após 60 dias do procedimento cirúrgico, realizou-se biópsia óssea na área de interface entre biomaterial/osso (membro com compósito) e tecido neoformado/osso (membro controle), para realização de avaliação histológica do material não descalcificado, por meio de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. Na análise histomorfométrica, mediante microscopia de luz, foi possível identificar maior porcentagem de tecido neoformado em membro controle, quando comparado ao membro com compósito (80% e 63,5%, respectivamente; P<0,05). Por meio da microscopia eletrônica de varredura, observou-se invasão da estrutura interna do compósito por tecido ósseo neoformado. Não houve formação de tecido cicatricial, reação de corpo estranho ou resposta inflamatória crônica nas amostras analisadas. Conclui-se que o compósito de quitosana, colágeno e hidroxiapatita, quando implantado em tecido ósseo ovino, apresenta biocompatibilidade e perfil osteocondutor.(AU)

Fracture management poses a great challenge to large animal practitioners. Osteosynthesis alone is often insufficient to provide satisfactory outcomes in large animals; therefore, several research efforts have been made to investigate and develop bone substitutes capable of promoting bone regeneration. Chitosan-collagen-hydroxyapatite composites constitute a promising alternative given their similar composition to bone. Six Santa Inês ewes were submitted to the creation of experimental 7mm wide unicortical defects on the dorsomedial aspect of the proximal III/IV metacarpal bone diaphysis. Limbs were randomly selected for treatment with chitosan-collagen-hydroxyapatite composite or to serve as untreated controls. Biopsy fragments were collected from the bone/new bone or the bone/biomaterial interface (control and treated defects respectively) within 60 days of surgery; composite biocompatibility was assessed using light and scanning electron microscopy. Histomorphometric analysis under light microscopy revealed greater percentage of new bone tissue in control compared to treated defects (80% and 63.5% respectively; P<0.05). No scar tissue formation, foreign body or chronic inflammatory reactions were observed. Scanning electron microscopy revealed invasion of the composite by new bone tissue. The chitosan-collagen-hydroxyapatite composite studied is biocompatible with bone and shows osteoconductive properties in sheep.(AU)

Avaliação da interação biológica entre compósito de nanotubo de carbono, quitosana e hidroxiapatita e tecido ósseo São Paulo 2019

Atualmente têm se desenvolvido substitutos ósseos, com propósito de auxiliar na regeneração óssea em casos de perda tecidual. Para avaliação da biocompatibilidade e osteocondução, é necessária sua implantação in vivo, em animais de laboratório e grandes animais, para aprovação em uso clínico futuro. Ratos e ovinos são modelos experimentais em engenharia tecidual. Podem ser adicionados aos biomateriais, células-tronco mesenquimais para potencialização do efeito regenerativo ósseo. O objetivo desse estudo foi avaliar a biocompatibilidade e osteocondução de compósito de nanotubo de carbono, quitosana e hidroxiapatita (CNQH), enriquecidos ou não com células-tronco mesenquimais oriundas de medula óssea de ovino (CTMO) em ratos e ovinos. Inicialmente, sessenta ratos foram divididos em grupos, sendo que o implante de CNQH com ou sem CTMO, em subcutâneo, foi realizado em 20 animais (submetidos a eutanásia após 7 e 30 dias da cirurgia), comparando com 10 animais controle, e em 20 animais em defeito na calvária (submetidos a eutanásia após 20 e 60 dias da cirurgia) comparando com 10 animais controle. Foram realizadas avaliações histológicas de tecido subcutâneo e calvária, após eutanásia, comparando-se os grupos. Posteriormente, dezoito ovelhas foram submetidas à ostectomia em tíbia e osteossíntese com placa de compressão bloqueada. Seis animais não tiveram suas falhas preenchidas (Grupo I), seis animais tiveram suas falhas preenchidas com CNQH (Grupo II) e seis animais com CNQH com CTMO (Grupo III), sendo avaliados até 90 dias após a cirurgia. No período pré e pósoperatório (30, 60 e 90 dias) os animais foram submetidos às avaliações radiográficas, sendo as imagens analisadas em relação a efetividade da osteossíntese e a preenchimento da falha por escore, comparando-se os grupos. Após 90 dias, as ovelhas foram submetidas à eutanásia. Observou-se ausência de sinais de toxicidade ou necrose em subcutâneo dos ratos, denotando a biocompatibilidade do compósito e não reação imunogênica às CTMO. A análise histomorfológica por escore da calvária dos ratos demonstrou, em relação ao infiltrado inflamatório que o Grupo Controle apresentou escores mais baixos que os demais grupos, somente aos 20 dias, denotando a diminuição da reação inflamatória ao longo do tempo. O Grupo Controle apresentou pontuações mais baixas de escore aos 20 e 60 dias, para tecido de granulação e neoformação óssea, respectivamente, em relação aos grupos com compósito, que não apresentaram diferenças estatísticas significativas, sugerindo que o compósito auxiliou no processo regenerativo dos defeitos em calvária. Nas avaliações radiográficas em ovinos, os escores de preenchimento de falha nos Grupo I foi menor ao longo do tempo em relação aos Grupos II e III, que apresentaram escores semelhantes. As avaliações histológicas no tecido ósseo de ovinos demonstraram ausência de tecido ósseo neoformado em Grupo I e nos Grupos II e III ausência de reação de corpo estranho, com trabéculas ósseas de tecido neoformado entremeadas ao compósito, em conectividade com tecido pré-existente. Na histomorfometria dos Grupos II e III, observou-se porcentagens semelhantes em relação de tecido ósseo neoformado. Foi possível concluir que o CNQH apresenta biocompatibilidade e perfil osteocondutor para ser utilizado como coadjuvante em casos de perda tecidual óssea.

Research on bone substitutes and bone healing enhancers for critical defects has expanded considerably in recent years. Pre-clinical evaluation of biocompatibility and the osteoconductive potential using in vivo animal models is paramount. Sheep and rats are considered standard models in tissue engineering. Enhancement of bone regeneration can be achieved by using mesenchymal stem cells. The purpose of this study was to evaluate the biocompatibility and osteoconductivity of carbon nanotube/chitosan/hydroxyapatite (CNT/CS/HA) composite scaffolds enriched or not with ovine bone marrow derived mesenchymal stem cells (MSCs) in murine and ovine models. Initially, sixty rats were divided into 2 groups. The CNT/CS/HA composites with or without (MSCs) were implanted in the subcutaneous tissue of 20 animals (euthanized 7 and 30 days after surgical implantation). They were compared to 10 control animals. The CNT/CS/HA composites with or without (MSCs) were also implanted in the calvarial bone defects of another 20 rats (euthanized 20 and 60 days after surgical implantation). They were compared to 10 control animals. Post-mortem histology examinations were performed to compare results between subcutaneous and calvarial tissue groups. At a second moment, we performed tibial ostectomy on eighteen sheep followed by osteosynthesis using locked compression plate. The bone void was left empty on six animals (Group I), filled with CNT/CS/HA on six animals (Group II), and filled with CNT/CS/HA enhanced with MSCs on six animals (Group III). Assessment was performed up to 90 days after surgery. Radiographic assessments were performed before surgery and on days 30, 60 and 90 after surgery. Effectiveness of osteosynthesis and void filling score were compared between groups. The animals were euthanized 90 days after surgery. On post-mortem evaluation the rats subcutaneous tissues were free of any toxicity signs or necrosis. The absence of immunogenic reactions to MSCs denotes the composites biocompatibility. Histomorphological analysis of the rat calvarial score (considering inflammatory infiltrate) showed that Control Group presented lower scores only at the assessment performed on the 20th day after surgery. This finding denotes a decrease trend on the inflammatory reaction over time. Animals from Control Group had lower granulation tissue and bone neoformation scores at days 20 and 60, respectively, when compared to composite groups. Lack of statistically significant differences suggest that the composite material assisted the regeneration of the calvarial defects. On radiographic assessment of the sheep, the void filling scores of Group I were lower than Groups II and III over time. Groups II and III had similar scores. Histological evaluations of the sheeps bone tissues denoted absence of bone neoformation in Group I. Foreign body reaction was not encountered on Groups II and III. Newly formed bone trabeculae entangled to composite and connected to pre-existing tissue were observed. Histomorphometry analysis showed similar newly formed bone tissue ratios in Groups II and III. We concluded the CNT/CS/HA composite is biocompatible and has osteoconductive profile that enables its use as bone enhancer in cases of critical sized bone defects causes by bone tissue loss.

Aspecto radiológico e macroscópico de matriz óssea mineralizada heteróloga fragmentada e polimetilmetacrilato autoclavados em falha óssea de tíbia de coelho / Radiological and macroscopic aspects of autoclaved heterologous fragmented mineralized bone matrix and polymethylmethacrylate in bone defect in tibia of rabbits

Foi realizada falha segmentar com 6mm de diâmetro na região metafisária medial de tíbias de 12 coelhos, onde foi implantado uma associação de micro e macrofragmentos de matriz óssea cortical heteróloga fragmentada conservada em glicerina (98%) e polimetilmetacrilato autoclavados, para a sua reconstrução, e avaliados radiológica e macroscopicamente aos 30, 60, 90 e 120 dias. Houve adesão, em relação ao tempo, dos micro e macrocompósitos ao leito receptor, em 100% dos casos, mostrando ser biologicamente biocompatível, pois promoveram a reparação de falhas ósseas, sem sinais de infecção, migração e/ou rejeição, podendo, dessa forma, ser mais uma opção como substituto para preencher grandes defeitos ósseos.(AU)

A segmental defect of 6mm diameter was performed in the medial metaphyseal region of the tibia of 12 rabbits. For the bone defect reconstruction there was implanted a combination of micro and macro fragments of heterologous fragmented cortical bone matrix preserved in glycerin (98%) and polymethylmethacrylate, both autoclaved. Radiological and macroscopic evaluation was performed at 30, 60, 90 and 120 days. Adhesion in relation to time of the micro and macro composites to the recipient bed was observed in 100% of the cases. This showed that this implant is biologically biocompatible, since it promoted bone defects repair, with no signs of infection, migration and/or rejection. In this way, this implant can be classified as one more option of substitute to fill large bone defects.(AU)

Hidroxiapatita, policaprolactona e alendronato na regeneração de defeitos ósseos experimentais no olecrano de coelhos com osteoporose induzida

A osteoporose é uma doença metabólica, caracterizada pelo desequilíbrio entre a formação e reabsorção óssea. A capacidade de regeneração fica comprometida, sendo muitas vezes necessária a utilização de enxertos, que, devido à fatores como baixa disponibilidade, morbidade associada ao local doador e a possibilidade de transmissão de doenças, tem dado lugar à biomaterial osteocondutor e reabsorvível. A utilização de medicamento associado aos compósitos pode trazer benefícios à reparação óssea. Um desses medicamentos é o alendronato, um dos mais potentes fármacos do grupo dos bifosfonatos, que tem sido largamente utilizado na prevenção da reabsorção óssea sistêmica na osteoporose. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial reparador do compósito hidroxiapatita (HAP), policaprolactona (PCL) e alendronato (ALN) em defeitos ósseos experimentais no olecrano de coelhas com osteoporose induzida. Foram utilizadas 18 coelhas, que passaram por ovariectomia e posterior aplicação de metilprednisolona 1mg/kg em dias alternados durante duas semanas para indução da osteoporose. Estabelecida a osteoporose, foi realizado defeito de 5 mm de diâmetro no olecrano, sendo todos defeitos preenchido por três diferentes tratamentos: HAP+PCL; HAP+PCL+ALN; e controle (sem preenchimento). Logo após o procedimento cirúrgico, foi realizada avaliação clínica dos animais, onde foram avaliados a presença ou ausência de dor, edema, deiscência e inflamação. Foram realizadas radiografias seriadas para acompanhamento da densidade radiográfica. Aos 45 dias após a cirurgia, foi realizada coleta do olecrano para processamento e posterior análise tomográfica e histopatológica. Características histológicas e avaliação clínica foram analisadas descritivamente. As variáveis quantitativas foram submetidas à análise de variância, seguido de teste de Tukey em caso de significância. A ovariectomia e a aplicação de glicocorticoide foram capazes de desencadear perda óssea significativa nos animais. Na avaliação clínica, a presença de edema se restringiu aos primeiros dias pós-operatório, com evolução clínica satisfatória sugerindo biocompatibilidade do compósito. A densidade radiográfica dos animais que receberam algum tipo de tratamento foi significativamente maior que o grupo controle, diminuindo ao longo do tempo. A microtomografia computadorizada mostrou um crescimento de tecido ósseo em quase todo o defeito nos grupos HAP+PCL e controle, enquanto no grupo HAP+PCL+ALN haviam raras trabéculas ósseas restritas à borda do defeito ósseo. A histologia revelou formação de tecido ósseo imaturo entremeado à medula óssea e tecido conjuntivo nos grupos HAP+PCL e controle. No grupo HAP+PCL+ALN ocorreu inibição severa da regeneração óssea, havendo apenas a formação de uma matriz extracelular disposta de maneira desorganizada, que não se diferenciou em nenhum outro tecido. Concluiu-se que o compósito HAP+PCL é eficaz para o preenchimento de defeito ósseo crítico, entretanto, a aplicação local do alendronato interferiu negativamente na regeneração óssea.

Osteoporosis is a metabolic disease, characterized by imbalance between bone formation and resorption. The regeneration ability is impaired, being often necessary to use grafts wich due to factors like low availability, morbidity associated to the donor site and the possibility of disease transmission, have given rise to osteoconductive and resorbable biomaterials. The use of medication associated to composites may be beneficial to bone repair. One such drug is alendronate (ALN), one of the most potent drugs in the bisphosphonate group, that has been widely used to prevent systemic bone resorption in osteoporosis. The present study aimed to evaluate the repair potential of hydroxyapatite (HAP), polycaprolactone (PCL) and alendronate composites in experimental bone defects in the olecranon of rabbits with induced osteoporosis. Animals were submitted to ovariectomy and subsequent application of 1mg / kg methylprednisolone every other day for two weeks to induce osteoporosis. Once the osteoporosis was established, a 5 mm defect was made in olecranon, and defects were filled by three different treatments: HAP + PCL; HAP + PCL + ALN; and SHAM (unfilled). Right after surgical procedure, clinical evaluation of the animals was performed, in which pain, edema, dehiscence and inflammation were observed. Serial radiographs were performed to monitor radiographic density. At 45 days after surgery, olecranon was collected for processing and subsequent histopathological and microcomputed tomography analysis. Histological characteristics and clinical evaluation were analyzed descriptively. Quantitative variables were submitted to variance analysis, followed by Tukey test in case of significance. Ovariectomy and glucocorticoid application were able to trigger significant bone loss in the animals. In clinical evaluation, presence of edema was restricted to the first postoperative days, with a satisfactory clinical evolution suggesting composite biocompatibility. Radiographic density of animals that received some type of treatment was significantly higher than control group, decreasing over the time. The microcomputed tomography showed bone tissue growth in almost all defects from HAP + PCL and control groups, whereas in HAP + PCL + ALN group there were rare bone trabeculae restricted to the defect edge. Histology revealed formation of immature bone tissue interspersed with bone marrow and connective tissue in HAP + PCL and control groups. In the HAP + PCL + ALN group, severe inhibition of bone regeneration occurred, with only formation of a disorganized extracellular matrix, which did not differentiate in any other tissue. Taken together, the results showed that the HAP + PCL composite is effective for critical bone defect filling, however, the local application of alendronate interfered negatively in bone regeneration.

The action of demineralized bovine bone matrix on bone neoformation in rats submitted to experimental alcoholism / Ação da matriz óssea bovina desmineralizada na neoformação óssea em ratos submetidos ao alcoolismo experimental

The objective of this study was to evaluate whether demineralized bovine bone (Gen-ox®) alters bone neoformation in rats submitted to alcoholism. Forty male rats were separated into two groups of 20 rats and distributed as follows: Group E1, which received 25% ethanol and a surgical cavity filled only by a blood clot, and Group E2, which received 25% ethanol and a surgical cavity filled with Gen-ox®. The animals were euthanized at 10, 20, 40 and 60 days after surgery and necropsy was performed. The histomorphological and histometric analyses of the area of connective tissue and bone neoformation showed that the reorganization of the bone marrow and full repair of the surgical cavity in Group E1 occurred more quickly than in Group E2. It was also noted that in the final period the animals in Group E2 showed areas of connective tissue and thick bone trabeculae around the particles of the implant. It can be concluded that the use of Gen-ox® delayed the process of bone repair in alcoholic rats, although it can be used as filling material because it shows osteoconductive activity, as evidenced by bone tissue formation around the graft particles.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar se a matriz óssea bovina desmineralizada (Gen-ox®) altera a neoformação óssea em ratos submetidos ao alcoolismo. Foram utilizados 40 ratos machos, separados em dois grupos de 20 animais cada, assim distribuídos: Grupo E1, que recebeu etanol a 25% e cavidade cirúrgica preenchida por coágulo sanguíneo, e Grupo E2, que recebeu etanol a 25% e cavidade cirúrgica preenchida por Gen-ox®. Os animais foram eutanasiados aos 10, 20, 40 e 60 dias após a cirurgia. Os estudos histomorfológico e histométrico da quantidade de tecido conjuntivo presente e a quantidade de tecido ósseo neoformado demostraram que a reorganização da medula óssea e a reparação total da cavidade cirúrgica no Grupo E1 ocorreram em menor espaço de tempo do que no Grupo E2. Observou-se também que, no período final do experimento, os animais do Grupo E2 apresentaram áreas de tecido conjuntivo e trabéculas ósseas espessas ao redor das partículas do material implantado. Concluiu-se que a utilização do Gen-ox® retardou o processo de reparação óssea em ratos alcoolizados, muito embora o Gen-ox® possa ser utilizado como material de preenchimento, pois demonstra atividade osteocondutiva, com a formação de tecido ósseo ao redor das partículas do enxerto.(AU)

BIOCOMPATIBILIDADE DE IMPLANTES PRODUZIDOS POR PROTOTIPAGEM RÁPIDA DE ACRILONITRILA BUTADIENO ESTIRENO (ABS) E POLIAMIDA EM FÊMURES DE COELHOS

O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência da osteointegração, biocompatibilidade e osteocondução dos implantes de ABS (acrilonitrila butadieno estireno) e poliamida confeccionados por prototipagem rápida, com canais de interconexões, aplicados em região intraóssea de fêmures de 12 coelhos. Foram realizadas perfurações nos sulcos trocleares esquerdo e direito com diâmetros de 5mm para aplicação dos implantes de ABS (esquerdo) e poliamida (direito) e os animais foram avaliados clínica e radiograficamente aos 15, 30, 45 e 90 dias. Após cada período de avaliação todos os animais foram eutanasiados e as porções distais dos fêmures foram colhidas para avaliação histopatológica. Nas avaliações radiográficas não foi possível a visibilização dos implantes nos períodos de avaliação. Observaram-se pequenas áreas escleróticas em sobreposição ao defeito ósseo em epífise e diáfise aos 30 dias, e aspectos ósseos semelhantes ao do fêmur distal normal aos 90 dias em ambos os implantes. Macroscopicamente identificou-se integração entre osso-implante para os dois materiais a partir dos 15 dias. Histologicamente aos 90 dias a cavidade do implante apresentava-se preenchida com matriz óssea madura, sem reação inflamatória no ABS, porém, intensa atividade magrofágica e resíduos de células gigantes foram evidenciados na poliamida. Os implantes mostraram-se biocompatíveis e osteocondutores, com integração osso-implante, contudo o ABS foi superior comparativamente à poliamida por apresentar menor atividade inflamatória no decorrer do processo de avaliação.

The aim of this study was to evaluate the efficiency of osseointegration, biocompatibility and osteoconductive properties of ABS (acrylonitrile butadiene styrene) and polyamide implants made by rapid prototyping, with interconnections channels applied Intraosseous region of the femur in 12 rabbits femurs. Drillings of 5mm diameter on the left and right trochlear grooves for application of ABS (left) and polyamide (right) implants were carried out. At 15, 30, 45 and 90 days, the animals were clinically and radiographically evaluated. After each evaluation period, all animals were euthanized and the distal portions of femurs were fixed for histological evaluation. In the radiographic evaluation was not possible the visualization of the implants in the evaluation periods. At day 30, small areas superimposed the sclerotic bone diaphysis was seen, and at 90 days, epiphysis defect and bone aspects similar to the normal knee were observed in both implants. After 30 days macroscopically was identified integration between the bone-implant for the two materials. Histologically at 90 days, in the ABS, the implant well was filled with mature bone matrix without inflammatory reaction, and intense macrophages activity and giant cells residues were evidenced in polyamide. The implants proved to be biocompatible and osteoconductive, with bone-implant integration, however the ABS presented less inflammatory activity during the evaluation process to the polyamide to present.

HIDROXIAPATITA DEFICIENTE EM CÁLCIO ASSOCIADA A BMP PARA TRATAMENTO DE DEFEITO CRÍTICO EM ULNA DE Gallus gallus domesticus

Fraturas cominutivas com grandes perdas ósseas são comuns em animais silvestres, sendo de maior prevalência em aves, devido a traumas, com a crescente urbanização e desmatamento. Um dos problemas para o tratamento dessas fraturas nesses animais é a dificuldade do uso de enxertia autógena, devido os locais de coleta não oferecerem material suficiente e pela alta taxa de morbidade. Assim, a engenharia de biomateriais vem desenvolvendo diversos dispositivos com a intenção de auxiliar nesse tratamento. O uso de cimento ósseo é crescente nesse meio, e tem como objetivo a recuperação e reintrodução do animal a seu habitat. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso do cimento ósseo de hidroxiapatita deficiente em cálcio (HAD) associado ou não a proteína morfogenética óssea (BMP), para o tratamento do defeito crítico (DC) diafisário em ulna de galinhas domésticas. Foram utilizadas 32 aves, separadas em 4 grupos de 8 animais, sendo: controle negativo (GCN), controle positivo (GCP), cimento de HAD (GHAD) e cimento HAD associado a BMP (GHAD+BMP). Todos os animais passaram pelos procedimentos de ostectomia e a fixação dos fragmentos por meio da colocação de um pino intramedular de 1,5mm de forma retrógada, e acompanhados por período de 60 dias. Foram realizados exames radiográficos, análise histopatológica e biomecânica das ulnas. O presente trabalho demonstrou que não houve diferença significativa de consolidação entre os grupos com e sem BMP, porém o HAD+BMP apresentou-se mais eficiente para DC em galinhas na avaliação histopatológica, levando a resposta osteoindutora, por parte do cimento, e osteogênica, pela proteína.

Comminuted fractures with great bone loss are common in wild animals, being more present in birds due to trauma related to growing urbanization and deforestation. One of the problems of the treatment of these kinds of fractures in these animals is the difficulty of using autogenous grafting because collection places do not offer enough material and also because of the high morbidity rate. Therefore, biomaterials engineering has been developing several devices intending to help on this treatment. Therewith, the use of bone cement is increasing in this environment, and has as its goal the recovery and reintroduction of the animal to its habitat. The objective of this work was to evaluate the use of calcium deficient hydroxyapatite bone cement (HAD) for the treatment of diaphysialcritical defect (DC) in ulna of domestic hens. Thirty-two birds were used, divided in four groups of eight animals, being: negative control (GCN), positive control (GCP), HAD cement (GHAD) and HAD cement associated with bone morphogenetic protein (GHAD + BMP). All animals went through the procedure of ostectomy and fixation of the fragments by placing a 1.5mm intramedullary pin in a retrograde way, and assisted for a period of 60 postoperative days. Radiographic examinations, histopathological and biomechanical analysis of the ulna were performed.The present paper demonstrated that there was not a significant consolidation measure between the groups with no BMP, however HAD + BMP presented more efficient results for DC in hens in the histopathological evaluation, leading to an osteoinductive response by cement and osteogenic by the protein.

Combination of poly L-lactic acid nanofiber scaffold with omentum graft for bone healing in experimental defect in tibia of rabbits / Combinação de poli L-ácido láctico nanofibras com enxerto de omento para reparo ósseo em defeito experimental em tíbia de coelhos

PURPOSE: To investigate the osteoconductive properties and biological performance of Poly L-lactic acid (PLLA) with omentum in bone defects. METHODS: PLLA nanofiber scaffolds were prepared via electrospinning technique. Forty four New Zealand white female rabbits randomly divided into three groups of 18 rabbits each. Created defects in right tibias were filled in group I with omentum, in group II with PLLA nanofiber scaffold and in group III with combination of the omentum and PLLA. The same defects were created in left tibia of all groups but did not receive any treatment (control group). Histological and histomorphometric evaluations were performed at two, four and six weeks after the implantation. RESULTS: Histological changes on all groups along with the time course were scored and statistical analysis showed that the average scores in group III were significantly higher than the other groups. CONCLUSION: Histomorphometric analysis of bone healing was shown to be significantly improved by the combined PLLA with omentum compared with the other groups, suggesting this biomaterial promote the healing of cortical bone, presumably by acting as an osteoconductive scaffold.(AU)

OBJETIVO: Investigar as propriedades de osteocondução e desempenho biológico do ácido L láctico-Poly (PLLA) com omento em defeitos ósseos. MÉTODOS: Andaimes PLLA nanofibras foram preparados via eletrofiação técnica. Cinquenta e quatro coelhos fêmeas Nova Zelândia brancos foram distribuídos aleatoriamente em três grupos de 18 coelhos cada. Defeitos criados em tíbias direitas foram preenchidos no grupo I com omento, no grupo II com PLLA nanofibras e no grupo III com a combinação do omento e PLLA. Os mesmos defeitos foram criados na tíbia esquerda de todos os grupos, mas não receberam qualquer tratamento (grupo controle). As avaliações histológicas e histomorfométricas foram realizadas em duas, quatro e seis semanas após a implantação. RESULTADOS: As alterações histológicas em todos os grupos, juntamente com o curso de tempo foram marcados e análise estatística mostrou que as pontuações médias do grupo III foram significativamente mais elevadas do que os outros grupos. CONCLUSÃO: Análise histomorfométrica da cicatrização óssea mostrou-se significativamente melhor com o PLLA combinado com omento em comparação com os outros grupos, sugerindo que este biomaterial promove a cicatrização do osso cortical, provavelmente atuando como osteocondutor.(AU)

IMPLANTE ÓSSEO ALÓGENO LIOFILIZADO E ESTERILIZADO POR IRRADIAÇÃO GAMA UTILIZADO COMO ESPAÇADOR NO AVANÇO DA TUBEROSIDADE TIBIAL MODIFICADA PARA TRATAMENTO DA DOENÇA DE LIGAMENTO CRUZADO CRANIAL EM CÃES.

O presente estudo teve como objetivo avaliar, clínica e radiograficamente a utilização de cunha de osso alógeno córtico-esponjoso liofilizada e esterilizada em raio gama, obtida de banco de ossos, implantada como espaçador na TTA modificada em 16 joelhos de 15 cães com diagnóstico clínico de doença do ligamento cruzado cranial. Os pacientes foram submetidos a radiografias e avaliação da locomoção previamente ao procedimento cirúrgico. No pós-operatório, as avaliações foram realizadas imediatamente após a cirurgia e aos 30, 60, 90 e 120 dias. A ferida cirúrgica foi avaliada quanto a sinais de infecção e rejeição do implante ósseo. Locomoção foi graduada em escores 0-5, sendo 0: paciente clinicamente saudável e 5: impotência funcional do membro. As interfaces corpo da tíbia-implanteósseo-crista tibial foram avaliadas radiograficamente em escores de 0-3 cada interface, sendo 0: nenhum contato entre implante e osso adjacente e 3 ponte óssea em toda extensão da interface. Os pacientes apresentaram boa recuperação clínica e radiográfica. A utilização dos espaçadores ósseos para TTAm oriundos de banco de ossos apresentou praticidade e comodidade em termos de armazenamento e transporte dos ossos. O espaçador ósseo liofilizado permitiu execução rápida e satisfatória da TTAm, apresentando resistência à perfuração e fixação com parafusos em 87,5 % dos casos (14, n=16) e tempo cirúrgico médio de 45,9 minutos. Não se observou reações imunogênicas com consequências clínicas em 93,7% dos casos. Um paciente (n=16) apresentou infecção do foco cirúrgico, com remissão dos sinais após terapia antimicrobiana. Foi possível verificar recuperação funcional do membro em todos os pacientes, sendo observado aos 120 dias, maior número de pacientes clinicamente saudáveis em comparação aqueles com claudicação (p0,05). Em todos os pacientes, foi possível verificar incorporação do implante ósseo à tíbia. A união óssea ocorreu de forma progressiva, sendo os estágios de união óssea observados nas radiografias aos 60, 90 e 120 dias significativamente maiores (p<0,05) que aqueles observados aos 30 dias e pós imediato. Com base nos dados desta pesquisa foi possível concluir que o osso liofilizado apresenta baixa imunogenicidade, propriedades osteocondutoras e osteoindutoras quando utilizado como espaçador na TTAm. Este espaçador mantem o avanço da tuberosidade tibial adequadamente, permitindo recuperação clínica dos pacientes enquanto o gap na tíbia é preenchido com osso neoformado.

This study proposed to use wedge of lyophilized cortico-cancellous bone and sterilized by gamma ray, obtained from bone bank, as a spacer device in TTA modified in 16 knees of 15 dogs with cranial cruciate ligament disease. Animals were submitted to radiographic and gait assessments preoperatively,early postoperatively and following 30, 60, 90 and 120 days. The surgical wound was evaluated for signs of infection and rejection of the bone implant. Locomotion was graded 0-5, with 0: clinically healthy patient and 5: limb functional impotence. As tibial-tibial-implant-tibial crest interfaces were evaluated radiographically in scores of 0-3 each interface, being 0: no contact between implant and adjacent bone and 3 bone bridge throughout the interface. All animals exhibited good clinical outcome.. The use of bone grafts from bone bank was practical and convenient in terms of grafts storage and transportation. Freeze-dried bone graft allowed rapid and satisfactory execution of modified TTA, presenting resistance to drilling and screw fixation in 87.5% of cases (14, n = 16) and mean time of procedures 45.9 minutes. Immunogenic responses with clinical consequences wasn`t observed in 93.7% of cases. One patient (n = 16) presented infection of surgical focus, with remission of signs after antibiotic therapy. It was possible to verify functional recovery of the limb in all patients, being observed at 120 days, more clinically healthy patients in comparison with those claudication (p0.05). In all patients, we found the incorporation of the graft to the tibia. Bone union occurred gradually, with the bone union stages observed in radiographs at 60, 90 and 120 days significantly higher (p <0.05) than those observed at 30 days and immediately after surgery. Based on the data of this research it was possible to conclude that the lyophilized bone presents low immunogenicity, osteoconductive and osteoinductive properties when used as a spacer in the TTAm. This spacer maintains the advancement of the tibial tuberosity adequately, allowing clinical recovery of the patients while the gap in the tibia is filled with neoformed bone.