Avaliação histométrica e histoquímica de vidro bioativo no processo de reparação óssea / Histométrica assessment and histochemistry of bioactive glass in the process of bone repair

RESUMO

Os enxertos de origem autógena são osteogênicos e possuem como vantagens a produção de tecido ósseo originário do próprio organismo. A sua limitação é a grande morbidade cirúrgica. O biovidro é uma cerâmica bioativa com disponibilidade ilimitada que leva a uma cirurgia com menor morbidade. O presente estudo teve como objetivo avaliar o biovidro teste durante o reparo ósseo e compará-lo com outros substitutos ósseos, em defeitos cirúrgicos experimentais em tíbia de ratos. O biovidro teste (CEELBIO, Belo Horizonte, Brasil), previamente caracterizado foi comparado com o Biogran® (Biomet 3i Inovattions Inc., Palm Beach Gardens, USA), através de espectroscopia na região do infravermelho, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de dispersão em energia (EDS) e fluorescência de Rx. Após as análises estruturais, deu-se início ao estudo in vivo. Foram utilizados 120 ratos (rattus norvegicus albinus, Wistar) machos, com aproximadamente 7 a 8 semanas. Os defeitos ósseos foram realizados na tíbia direita dos animais e preenchidos de acordo com a seguinte divisão Grupo I- controle negativo, sem preenchimento; Grupo II- foi preenchido por Biogran®; Grupo III- preenchido por biovidro teste; Grupo IVcontrole positivo, com preenchimento com osso autógeno. Nos períodos de 7, 14, 21, 28, 49 e 70 dias pós-operatório, os animais foram eutanasiados e os processos de mineralização óssea e reparo foram analisados através de histomorfometria (% de osso neoformado no sítio do defeito). Níveis de BMP-2 foram mensurados através de ensaio de ELISA. Análise estatística foi realizada utilizando programa SPSS (versão 20.0, SPSS Inc., Chicago, USA). Os resultados da análise histológica demonstraram que, no controle negativo, houve neoformação óssea até os 14 dias (20,40%, p<0,001) e depois houve reabsorção em até 21 dias (6,60%, p<0,001). No grupo de Biogran®, houve uma neoformação óssea junto aos grãos em 7 dias (34,20%, p= 0,019) e que se manteve enquanto o material estava presente nos defeitos em 70 dias (15,67%, p= 0,048). O biovidro teste foi reabsorvido totalmente até 21 dias e os picos de osso neoformado foram observados em 7 (21,00%, p= 0,019) e 49 dias (15,60%, p= 0,036). Nesse grupo, células semelhantes a macrófagos, dispostas em lençol, foram visualizadas junto a tecido ósseo neoformado. Quanto ao controle positivo, o osso autógeno foi totalmente reabsorvido em até 14 dias e o pico de formação óssea se deu nesse 9 mesmo momento, em 14 dias, (40,80%, p<0,001), mostrando-se, nos tempos subsequentes, similar ao controle negativo. Células gigantes multinucleadas foram encontradas em áreas de remodelação óssea, junto ao Biogran® e ao biovidro teste. Os níveis de BMP-2 no grupo controle negativo se mostraram maiores nos tempos de 7 (418,80pg/mL, p= 0,871) e 28 dias (346,36 pg/mL, p= 0,035). No grupo Biogran® o pico de BMP-2 se deu em 7 dias (471,95 pg/mL, p= 0,871). O biovidro teste teve seu pico de liberação de BMP-2 em 7 dias também (471,39 pg/mL, p= 0,871). Já o controle positivo apresentou nível de BMP-2 em maior quantidade nos tempos de 7 (346,55 pg/mL, p= 0,871) e 21 dias (407,57 pg/mL, p= 0,300). O biovidro é um material degradável, e com características biológicas de osteoindução e osteocondução

ABSTRACT

The autogenous origin grafts are osteogenic and have the advantage of producing bone tissue originated from the body itself. Its limitation is the great surgical morbidity. The bioglass is a bioactive ceramic with unlimited availability that leads to a surgery with less morbidity. This study aimed to evaluate the bioglass test during bone repair and to compare it with other bone substitutes in experimental surgical defects in the tibia of rats. The bioglass test (CEELBIO, Belo Horizonte, Brazil), has been characterized and compared to the Biogran® (Biomet 3i Inovattions Inc., Palm Beach Gardens, USA) by spectroscopy in the infrared, scanning electron microscopy (SEM), EDS spectroscopy and Rx fluorescence. The study in vivo has been started after the structural analysis. 120 rats (Rattus norvegicus albinus, Wistar rats), with approximately 7 to 8 weeks, were used. The bone defects were performed in the right tibia of animals and filled according to the following breakdown Group I- negative control without filling; Group II- filled by Biogran®; Group III- filled with bioglass test; IV- positive control group, with filling of autogenous bone. At 7, 14, 21, 28, 49 and 70 postoperative days, the animals were euthanized and bone mineralization processes and repair were analyzed by histomorphometry (% of newly formed bone in the defect site). BMP-2 levels were measured by ELISA assay. Statistical analysis was performed using SPSS (version 20.0, SPSS Inc., Chicago, USA). The results of the histological analysis showed that in the negative control there was no bone growth up to 14 days (20.40%, p <0.001) and after reabsorption, within 21 days (6.60%, p <0.001). In Biogran® group, there was new bone formation along the grain in 7 days (34.20%, p = 0.019) and that was maintained as the material was present in shortcomings in 70 days (15.67%, p = 0.048) . The test bioglass was completely reabsorbed within 21 days; new bone formation and peaks were observed in 7 (21.00%, p = 0.019) and 49 days (15.60%, p = 0.036). In this group, macrophage-like cells arranged in sheets, were viewed with the newly formed bone. On the positive control, autologous bone was completely reabsorbed within 14 days, and the peak bone formation occurred at the same moment, within 14 days (40.80%, p <0.001), showing, in subsequent occasions, similar to control negative. Multinucleated giant cells were found in areas of bone remodeling, with the Biogran® and test bioglass. BMP-2 levels in the negative control group were higher in 7 (418,80pg / ml, p = 11 0.871) and 28 days (346.36 pg / ml, p = 0.035). In Biogran® group peak BMP-2 occurred within 7 days (471.95 pg / ml, p = 0.871). The test bioglass had its peak BMP-2 release in 7 days as well (471.39 pg / ml, p = 0.871). The positive control showed BMP-2 level in greater quantities in 7 (346.55 pg / ml, p = 0.871) and 21 days (407.57 pg / ml, p = 0.300). The test bioglass is a biodegradable material, with biological characteristics of osteoinduction and osteoconduction