Regeneração óssea induzida por scaffold ß-TCP/S53P4 produzido por gel casting: estudo in vitro e in vivo / Bone regeneration induced by ß-TCP/S53P4 scaffolds produced by gel casting: in vitro and in vivo study

Os materiais biocerâmicos são promissores em cirurgias de substituição óssea, tanto para aplicações odontológicas quanto ortopédicas. Estes materiais apresentam excelente compatibilidade biológica, osteocondutividade, degradação, além de exibirem atividade antimicrobiana. Neste presente trabalho, o objetivo foi avaliar in vitro a efetividade de scaffolds ß-fosfato tricálcico (ß-TCP) incorporado com biovidro (S53P4), produzidos por meio do processo de gel casting, na atividade celular, diferenciação osteoblástica e ação antibacteriana sobre biofilmes monotípicos, e avaliar in vivo seu efeito sobre a neoformação óssea. Os scaffolds foram confeccionados com diferentes materiais: a) ß-TCP; b) ß-TCP incorporado com biovidro. Na etapa in vitro, foram realizados os testes de MTT, proteína total, atividade de fosfatase alcalina, nódulos de mineralização, interação celular e expressão dos genes relacionados à osteogênese por RT-PCR. Na etapa in vivo, dois scaffolds de cada biomaterial foram implantados nas tíbias direita e esquerda de coelhos. Após 21 dias, os animais foram eutanasiados e a neoformação óssea foi avaliada por meio de análise histológica e análise histomorfométrica. Por fim, avaliou a formação de biofilmes em cepas de Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. Os resultados in vitro, mostraram que os scaffolds ß-TCP/S53P4 não apresentaram efeito citotóxico e permitiram a interação de células de aspecto alongado sobre os scaffolds. Na avaliação da proteína total os scaffolds ß-TCP/S53P4 apresentaram valores mais altos, sendo significativamente maior em comparação ao ß-TCP (p<0,05) no período de 7 dias. Na atividade de fosfatase alcalina, os scaffolds foram semelhantes estatisticamente (p>0,05). Na quantificação de nódulos de mineralização, os scaffolds ß-TCP/S53P4 expressaram maior quantidade de nódulos de mineralização com diferença estatística significativa (p<0,05) com os scaffolds ß-TCP. No período de 7 dias, os genes osteopontina (Osp), fator relacionado ao Runt (Runx2), osteocalcina (Bglap), fator estimulador de colônias de macrófagos (M-csf), prostaglandina E2 (PgE2), osteonectina (Osn) e fator de crescimento de transformador Beta (Tgf-ß1) foram expressos em todos os scaffolds, sem diferença estatística entre os grupos (p>0,05). Contudo a expressão de integrina ß1 (Itg ß1) no scaffold ß-TCP foi maior do que no scaffold ß-TCP/S53P4, diferindo estatisticamente (p<0,05), houve maior expressão de colágeno I (Col-1) em ß-TCP/S53P4 com diferença estatística (p<0,05). Os defeitos preenchidos por ß-TCP/S53P4 tiveram maior formação e preenchimento por tecido ósseo neoformado (p<0,05) conforme a análise histomorfométrica. ß-TCP/S53P4 inibiu o crescimento bacteriano e fúngico em comparação ao ß-TCP (p<0,05). Desse modo, os resultados confirmam a capacidade osteogênica da cerâmica ß-TCP e sugere que após a incorporação do biovidro S53P4, pode reduzir infecções microbianas. O novo biomaterial demonstrou-se um excelente material para aplicação na engenharia de tecido ósseo.

Bioceramic materials are promising in bone replacement surgeries, both for dental and orthopedic applications. These materials have excellent biological compatibility, osteoconductivity, degradation, in addition to exhibiting antimicrobial activity. The objective of this study was to investigate the effects of bioglass (S53P4) incorporated into ß-tricalcium phosphate (ß-TCP) scaffolds on cell activity, osteoblast differentiation and antibacterial activity in monotypic biofilms in vitro, and to evaluate the influence of this new biomaterial on in vivo bone neoformation. The scaffolds were made with different materials: a) ß-TCP; b) ß-TCP incorporated with bioglass. MTT test, total protein, alkaline phosphatase activity, mineralization nodules, cell interaction and expression of genes related to osteogenesis by RT-PCR were performed. Two scaffolds of each biomaterial were implanted in the right and left tibiae of rabbits. After 21 days, the animals were euthanized and bone neoformation was evaluated through histological and histomorphometric analysis. Finally, the formation of biofilms in Candida albicans, Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus strains. The in vitro results showed that the ß-TCP/S53P4 scaffolds did not show cytotoxic effect and allowed the interaction of elongated cells on the scaffolds. In the evaluation of total protein, the ß-TCP/S53P4 scaffolds showed better results, being significantly higher compared to ß-TCP (p<0.05) in the 7-day period. In alkaline phosphatase activity, the scaffolds were statistically similar (p>0.05). In the quantification of mineralization nodules, the ß-TCP/S53P4 scaffolds expressed a greater amount of mineralization nodules with a significant difference (p<0.05) with the ß-TCP scaffolds. Within 7 days, genes Osp, Runx2, Bglap, M-csf, PgE2, Osn and Tgf-ß1 were expressed in all scaffolds, with no significant difference between groups (p>0.05). The expression of Itg ß1 in the ß-TCP scaffold was higher than in the ß-TCP/S53P4 scaffold, differing statistically (p<0.05), but there was a higher expression of Col-1 in ß-TCP/S53P4 with statistical difference (p<0.05). In the histological analysis, neoformed bone tissue filling the defect was observed in both scaffolds, but greater formation was observed in ß-TCP/S53P4 (p<0.05). ßTCP/S53P4 inhibited bacterial and fungal growth compared to ß-TCP (p<0.05). Thus, the results confirm the osteogenic capacity of the ß-TCP ceramic and suggest that after its incorporation into the S53P4 bioglass, it can prevent microbial infections. An excellent biomaterial for application in bone tissue engineering

Interações biológicas de cimentos ósseos a base de silicato de cálcio com diferentes soluções ativadoras: estudo in vitro e in vivo / Biological interactions of calcium silicate-based bone cements with different activate solutions: in vitro and in vivo study

Os cimentos de silicatos de cálcio (CaSiO3) podem ser utilizados em tratamentos de reparo ósseo, tanto para aplicações médicas quanto odontológicas. A fim de atender às necessidades da engenharia de tecidos e aprimorar o leque de opções foram produzidos três cimentos de silicatos de cálcio utilizando α-wollastonita como precursora, juntamente com soluções ativadoras com potencial hidrogeniônico neutro, com três diferentes cátions, Na+ , K+ e NH4 + . A topografia superficial dos cimentos foi analisada por microscopia eletrônica de varredura com canhão de emissão por campo (MEV-FEG). Estudos in vitro, in vivo, relacionados a capacidade de interação com microrganismos e testes biomecânicos foram realizados para avaliar a influência de diferentes soluções ativadoras de fosfato e carbonato nos cimentos produzidos. Nos testes in vitro foram utilizadas células mesenquimais provenientes de fêmures de ratos. Após períodos pré-determinados foram realizados os testes de viabilidade celular, conteúdo de proteína total (PT), atividade de fosfatase alcalina (ALP) e formação de nódulos de mineralização. Para análise da interação microbiana a formação dos biofilmes monotípicos de S. aureus, P. aeruginosa e C. albicans foi mensurada. Posteriormente, os cimentos obtidos, a base de silicato de cálcio, foram submetidos ao estudo in vivo utilizando 20 ratos Wistars que passaram por procedimento cirúrgico para confecção de um defeito crítico de 3,0 mm nas tíbias direita e esquerda. Após a eutanásia, as peças foram submetidas a análise histológica, histomorfométrica e ao teste biomecânico de flexão de três pontos. Os dados obtidos foram estatisticamente analisados pelo teste Anova um e dois fatores, com nível de significância de 5%. Foi possível analisar que nenhum cimento se mostrou citotóxico, e todos permitiram a adesão e proliferação celular. As células em contato com os cimentos e meios de cultura se mostraram metabolicamente ativas pela expressão de proteínas total, porém, o grupo G-NH4 obteve destaque devido a expressão superior de fosfatase alcalina, demonstrando maior indução de diferenciação celular. Na análise histológica observou-se proliferação óssea em todos os grupos, sem diferença estatística entre os grupos. Na mensuração de força máxima e força de ruptura observou-se diferença estatisticamente significante entre o grupo G-NH4 e os demais grupos. Sendo assim, o silicato de cálcio produzido com solução ativadora de fosfato de amônio bifásico, na fase α-wollastonita, se mostrou promissor para engenharia de materiais para regeneração tecidual óssea(AU)

Calcium silicate cements (CaSiO3) can be used in bone repair treatments, both for medical and dental applications. In order to meet the needs of tissue engineering and improve the range of options, three calcium silicate cements were produced using αwollastonite as a precursor, with an activating solution of neutral potential hydrogen ionic, made of three different cations Na+, K+ and NH4 +. A superficial topography of the cements was analyzed by Field Emission Gun Scanning Electron Microscopy (SEMFEG). In vitro, in vivo studies related to the ability to interact with microorganisms and biomechanical tests were carried out to evaluate the influence of different phosphate and carbonate activating solutions in the cements produced. In in vitro tests, mesenchymal cells from rat femurs were used. After predetermined periods, cell viability tests, total protein content (PT), alkaline phosphatase activity (ALP) and formation of mineralization nodules were performed. For the analysis of microbial interaction, the formation of monotypic biofilms from S. aureus, P. aeruginosa and C. albicans was measured. Subsequently, the obtained cements, based on calcium silicate, were subjected to an in vivo study using 20 Wistars rats that underwent a surgical procedure to make a 3.0 mm critical defect in the right and left tibiae. After euthanasia, the pieces were submitted to histological, histomorphometric analysis and biomechanical flexion test of three points. The data obtained were statistically analyzed by the Anova test, one and two factors, with a significance level of 5%. It was possible to analyze that no cement was shown to be cytotoxic, and all allowed cell adhesion and proliferation. The cells in contact with the cements and culture media were shown to be metabolically active by the expression of total proteins, however, the G-NH4 group was highlighted due to the superior expression of alkaline phosphatase, demonstrating greater induction of cell differentiation. In the histological analysis, bone proliferation was observed in all groups, with no statistical difference between groups. In measuring the maximum strength and tensile strength it showed a statistically significant difference between the G-NH4 group and the other groups. Thus, the calcium silicate produced with a biphasic ammonium phosphate activating solution, in the α-wollastonite phase, proved to be promising for engineering materials for bone tissue regeneration(AU)

Caracterização de biocerâmica de fosfatos de cálcio microestruturada em diferentes composições em ovinos / Bioceramic characterization of calcium phosphates microstructured in different composition in sheep

RESUMO: As biocerâmicas microporosas de fosfatos de cálcio e bifásicas de hidroxiapatita e fosfato tricálcico beta (HA/TCP-β) na forma de biomateriais granulados microporosos, são temas de pesquisas e se destacam como substitutos ósseos em aplicações biomédicas. As biocerâmicas bifásicas são biocompatíveis, bioativas, osteoindutoras e promovem a osteointegração, quando aplicados in vivo ou em meio simulado. Outro ponto diferencial dessas biocerâmicas está associado à capacidade de solubilidade que esses biomateriais apresentam quando aplicados em meio biológico, permitindo a liberação gradual de íons cálcio e fosfatos para o meio biológico, estes são absorvíeis e promovem a neoformação de um novo tecido ósseo. As biocerâmicas bifásicas de fosfatos de cálcio também se apresentam promissores em aplicações traumatológicas na reparação do tecido ósseo traumatizado e na liberação controlada de medicamentos, em tratamentos da estrutura óssea. O desempenho desses biomateriais como substitutos ósseos e na liberação controlada de medicamentos, estão associados, as suas características físicas, químicas, morfológicas e de superfície. O objetivo desse estudo foi realizar a caracterização morfológica, microestrutural dos biomateriais pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV), física com difratometria de raios X (DRX) e método de Arthur para determinação da porosidade aberta. A densidade teórica dos biomateriais bifásicos foi determinada pelo método teórico das concentrações bifásicas. Por fim, se realizou avaliação do comportamento da neoformação óssea e osteointegração dos diferentes biomateriais de fosfatos de cálcio em testes in vivo em ovinos. Os testes in vivo foram realizados em tíbias de ovinos com tempo de implantação de 03 meses. Os biomateriais implantados foram hidroxiapatita (HA), fosfato tricálcico-β (TCP-β) e composições bifásicas HA/TCP-β nas proporções: 80/20, 20/80, 70/30 e 30/70. Foram utilizadas 08 ovelhas mestiças Texel, com 12 meses de idade e peso médio de 30 kg (±5 kg), nas quais foram produzidos três defeitos ósseos em cada tíbia, sendo que quatro desses defeitos foram preenchidos por biomateriais, e dois por fragmentos ósseos (autoenxerto), grupo controle. Os animais foram eutanasiados aos 03 meses após a implantação dos biomateriais. Após a eutanásia, foram coletadas as tíbias para avaliação com o uso da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados encontrados mostram que os biomateriais granulados microporosos são formados por uma morfologia irregular com tamanho de grânulos entre 200 μm e 500μm, outra constatação foi microestrutura microporosa interconectada dos biomateriais. O resultado obtido da porosidade aberta mostrou que os biomateriais apresentam porosidade superior a 68%. A densidade teórica se apresentou semelhante entre os biomateriais granulados de fosfatos de cálcio e sugerem boa capacidade de neoformação óssea para todos os biomateriais, sendo que o bifásico 20/80 apresentou absorção do biomaterial e neoformação óssea mais rápida quando comparada com os outros biomateriais avaliados neste estudo.

ABSTRACT: Microporous bioceramics of calcium phosphate and biphasic hydroxyapatite and tricalcium phosphate beta (HA/TCP- β) in the form of microporous granules biomaterials are research subjects and stand out as bone substitutes in biomedical application. The biphasic bioceramics are biocompatible, bioactive, osteoinductive and promote osseointegration when applied in vivo or through simulated. Another aspect of such differential solubility bioceramics is associated with the capacity that these biomaterials exhibit when applied in biological environment, enabling the gradual release of calcium and phosphate ions to the biological environment they are absorbable and promote neogenesis of new bone tissue. The biphasic bioceramics of calcium phosphate also have promising applications in traumatology in the repair of injured bone and controlled release of drugs in the bone structure treatments. The performance of these biomaterials as bone substitutes and controlled release of drugs, are associated, their physical, chemical, morphological and surface. The aim of this study was to make morphological, microstructural of biomaterials by the technique of scanning electron microscopy (SEM), physics with X-ray diffraction (XRD) and Arthur method for determination of open porosity. The theoretical density of biphasic biomaterials was determined by theoretical method of biphasic concentrations. Finally, we conducted evaluation of osteogenesis and osseointegration behavior of different biomaterials of calcium phosphates in vivo tests on sheep. In vivo tests were performed on tibias of sheep up to of 03 months. The biomaterials implanted were hydroxyapatite (HA), tricalcium phosphate-β (β-TCP) and biphasic compositions as HA/TCP-β in rates: 80/20, 20/80, 70/30 and 30/70. Eight crossbred Texel sheep, with 12 months of age and average weight of 30 kg (±5 kg) were used, in which were produced three bone defects in the tibia, four of these defects were filled with biomaterials, and two by bone fragments (autograft), as control group. The animals were euthanized at 03 months after implantation of biomaterials. After euthanasia, the tibias were collected for evaluation using the scanning electron microscopy technique (SEM). The results show that the microporous biomaterial granules are formed by an irregular morphology with grain size between 200 μm and 500μm, another finding was microporous interconnected microstructure of biomaterials. The result showed that the open porosity of the biomaterials exhibit porosity greater than 68%. The theoretical density was relatively similar between the granulates biomaterials of calcium phosphates and suggest good capacity of osteogenesis for all biomaterials, with the biphasic absorption of the biomaterial introduced 20/80 and more rapid bone formation when compared with other biomaterials evaluated in study.

Biocerâmica de fosfato de cálcio nanoestruturada micro-macroporosa em grânulos de absorção rápida no preenchimento de defeito crítico em rádio de coelhos (Oryctolagus cuniculus) / Bioceramics of calcium phosphate nano-structured micro-macro porous granules rapidly absorbed in filling critical radial defect in rabbits (Oryctolagus cuniculus)

O objetivo do presente trabalho foi avaliar, por radiografia, histologia e densitometria óssea, o efeito da HA/ßTCP em grânulos de absorção rápida em defeito ósseo crítico em rádio de coelhos. Foram utilizados 35 coelhos machos, da raça Nova Zelândia, e realizou-se um defeito crítico nos rádios direito e esquerdo. Os animais foram distribuídos em GI, enxerto autólogo e GII, HA/ßTCP em grânulos de absorção rápida. Avaliações radiográficas foram feitas antes da cirurgia, após, aos oito, 15, 30, 45 e 60 dias e avaliações histológicas e de densitometria. Verificou-se diferença significativa ao se comparar a densidade mineral óssea obtida ao longo do tempo de estudo. Observou-se formação de rede vascular entre os poros da biocerâmica desde o primeiro tempo de avaliação, (oito dias). Foram observados tecido ósseo primário e trabéculas em tecido ósseo preexistente a partir de 30 dias da implantação. Aos 60 dias, constatou-se presença de matriz óssea em segmentos ósseos preexistentes, caracterizando a formação óssea centrípeta. A biocerâmica HA/ßTCP nanoestruturada micro-macroporosa em grânulos de absorção rápida não causa alterações microscópicas indicativas de rejeição, permite a invasão e a multiplicação celular, bem como propicia a regeneração óssea, constituindo um implante apropriado para preenchimento de falhas ósseas críticas.(AU)

The objective of this study was to evaluate the effect of HA/ ßTCP on rapid absorption granules in rabbit radiography, histology, and bone densitometry. Thirty - five male rabbits of the New Zealand breed were used and a critical defect was performed on the right and left radios. The animals were distributed in GI, autologous graft and GII HA / ßTCP in rapidly absorbed granules. Radiographic, histological, and densitometry evaluations were performed before surgery, then after eight, 15, 30, 45 and 60 days. A significant difference was found when comparing the bone mineral density obtained over the study time. Formation of vascular network between the bioceramic pores was observed by the first evaluation time, (eight days). Primary bone tissue and trabeculae were observed from preexisting bone tissue after 30 days of implantation. At 60 days, the presence of bone matrix was observed from the preexisting bone segments, characterizing the centripetal bone formation. The micro-macroporous nanocomposite HA / ßTCP of rapidly absorbing granules do not cause microscopic changes indicative of rejection, allows invasion, cell multiplication, and promotes bone regeneration, constituting an appropriate implant for filling of critical bone failures.(AU)

Synthesis and characterization of calcium phosphate compounds with strontium and magnesium ionic substitutions / Síntetis y caracterización del compuestos de fosfato de calcio con substituto iónico de estroncio y magnesio

Bioceramics offer advantages in the repair and regeneration of hard tissues and are used as bone void fillers and particulate fillers in bone cements with surgical applications. Regeneration and osteosynthesis stimulation via the release of essential ions such as strontium (Sr2+) and magnesium (Mg2+) is a relatively new field. Therefore, there is great interest in investigating various ionic substitutions on crystallographic structure and characteristics for use in osteoporosis prevent and increase bone formation and decrease bone resorption. In this study, we synthesize calcium phosphate samples with Sr2+ and Mg2+ ionic substitutions. The samples are characterized using X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, and inductively coupled plasma mass spectroscopy. Hydroxyapatite, beta tricalcium phosphate, and amorphous phases were observed. Depending on the ionic substitution, the crystal size and crystallinity varied from 22 nm to 130 nm and from 84% to 99.6%, respectively. The Ca/P ratio ranged from 0.72 to 1.82. The results demonstrated the effect of Sr2+ and Mg2+ inclusions in calcium phosphate on important parameters used in several bioceramic applications.

Los biocerámicos ofrecen ventajas en la reparación y regeneración de tejidos duros utilizándose como relleno en cavidades óseas y como relleno particulado en cementos óseos de aplicaciones quirúrgicas. Regeneración y estimulación de la osteosíntesis a través de la liberación de iones esenciales, como el estroncio (Sr) y magnesio (Mg) es un campo relativamente nuevo. Por lo tanto, existe un gran interés en la investigación de diversas sustituciones iónicos sobre la estructura cristalográfica y las características para su uso en la prevención de osteoporosis y aumento de la formación ósea con disminuir la resorción ósea. En este estudio, se sintetizó muestras de fosfato de calcio con sustituciones iónicos Sr y Mg. Las muestras se caracterizaron usando difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, y la espectroscopia de masas con plasma acoplado inductivamente. Se observó hidroxiapatita, fosfato tricálcico beta, y las fases amorfas. Dependiendo de la sustitución iónica, el tamaño del cristal y cristalinidad variaron de 22 nm a 130 nm y de 84% a 99,6%, respectivamente. La relación Ca/P varió desde 0,72 hasta 1,82. Los resultados demostraron el efecto de las inclusiones de Sr y Mg en fosfato de calcio en parámetros importantes que se utilizan en varias aplicaciones de biocerámicos.

Evaluación Clínica y radiográfica de injertos biocerámicos tipo Hidroxiapatita como alternativa en la reconstrucción de alveolos dentarios postexodoncia / Clinical and radiographic evaluation of grafts biocerámicos type Hidroxiapatita like alternative in the reconstruction of alveoli toothworts postexodoncia

Evaluar el comportamiento de la cresta ósea marginal con la plataforma del implante como referencia, en casos de pacientes con injerto aloplástico de la casa farmacéutica Madrob®con el fin de mantener la integridad ósea como elemento fundamental en la colocación de implantes dentales. Materiales y métodos: Se llevó a cabo un estudio de tipo comparativo y prospectivo, con una muestra intencional de 30 pacientes para un total de 81 implantes con previo requisito de injerto aloplásticos en alveolos pos exodoncia y posterior implante dental. Se realizaron controles clínicos y radiográficos a los 3, 6, 9, 12, 24 y 36 meses para evaluar el comportamiento de la cresta ósea marginal. Resultados: Hay mayor aumento de pérdida ósea por mesial que por distal entre los 12 y 36 meses. Entre 24 y 36 meses, el aumento es igual por mesial que por distal y es de solo 0,05mm. Las diferencias entre tiempos son todas significativas p<0,001. El ANOVA indica que todas las varianzas son homogéneas y pequeñas entre 0,18mm y 0,22mm...

This work is aimed at evaluating the response of the marginal bone crest using the implant's platform as a reference. The study considered patients with alloplastic grafts from Madrob® to establish the role of bone integrity in locating dental implants. Materials and Methods: The benchmark and prospective studies were conducted on 30 subjects .A total of 81 alveoli alloplastic implants were analyzed post-exodontia. The response of the marginal bone crest was evaluated after 3, 6, 9, 12, 24 and 36 months via clinical and radiographic controls Results: For the period between 12 and 36 months, mesial prevailed over distal bone loss. Mesial and distal gains of about 0,05 mm were equally important for the period between 24 and 36 months. p-values less than 0,001 indicate that differences between times are all significant. The ANOVA indicates that all the variances are homogeneous and small between 0,18mm and 0,22mm...

Evaluación de la biocompatibilidad de apatita carbonatada de síntesis seca por medio del cultivo de células osteoprogenitoras de porcino / Biocompatibility evaluation of carbonated apatite of dry synthesis through porcine osteoprogenitors culture / Avaliação da biocompatibilidade de apatita carbonatada de síntese seca através de cultura de células osteoprogenitoras de suínos

El desarrollo de nuevos materiales para la regeneración ósea es un reto para las ciencias biomédicas, especialmente aquellos materiales sintéticos que simulan de la mejor manera los componentes del hueso natural. En este artículo se muestra los resultados de un trabajo en donde se evaluó la biocompatibilidad de la apatita carbonatada (CAp), preparada por reacción mecano-química de una mezcla de precursores en polvo, comprimida y luego horneada a altas temperaturas (llamada síntesis seca). Esta cerámica fue utilizada como sustrato en un cultivo de células osteoprogenitoras, las cuales se obtuvieron por medio de aspirados de la médula ósea de porcinos adultos, se aislaron por diluciones y se cultivaron en platos o sobre CAp con o sin la adición de factores de diferenciación osteogénica. Los cultivos se analizaron a diferentes tiempos por 45 días, periodo durante el cual se determinó el doblaje poblacional de las células y la capacidad osteoconductiva del biomaterial, a través de pruebas bioquímicas y moleculares. Como resultados de este trabajo se estableció un cultivo primario de osteoprogenitores de la médula ósea de porcino, para la evaluación in vitro de un material cerámico de síntesis por reacción del estado sólido, y se exploró el uso potencial del material como substituto del hueso natural, al analizar su capacidad osteoconductiva, por medio de microscopia óptica y electrónica y de la expresión de marcadores bioquímicos y moleculares, tales como la expresión de fosfatasa alcalina, deposición de calcio y acumulación de xilenol orange concomitante con la detección de Runx2, osteocalcina y osteopontina...

The development of new materials for bone regeneration constitutes a challenge for biomedical sciences, especially when it is desirable to design synthetic materials that simulate the most the composition of natural bone. In this work biocompatibility of carbonated apatite (CAp) was evaluated. CAp was prepared through mechano-chemical mixing, compression and sintered at high temperature (referred as dry synthesis) of powdered precursors. This ceramic was then used as a substrate for the culture of porcine osteogeprogenitors. Cells were obtained from the bone marrow of adult porcine just after sacrifice by series of dilutions. Cells were then cultured onto culture plates or onto CAp, with and without addition of known differentiation osteogenic factors. Cultures were carried out for 45 days during which the doubling time of the culture was determined as well as the osteoconductivty of CAp, by means of determining some biochemical and molecular markers. A primary culture of porcine bone marrow osteoprogenitor was established and was used for the in vitro evaluation of a ceramic material synthetised by solid state reaction. The potential use of the material as a substitute for natural bone implant was explored, by analysing its osteoconductive capacity, through light and electron microscopy and expression of biochemical and molecular markers, such as the expression of alkaline phosphatase, calcium deposition and xylenol orange accumulation, concomitant with detection of Runx2, osteocalcin and osteopontin...

O desenvolvimento de novos materiais para regeneração óssea é um desafio para as ciências biomédicas, especialmente as de materiais sintéticos que simulam da melhor maneira os componentes do osso natural. Neste artigo mostram-se os resultados de um trabalho que avaliou a biocompatibilidade de apatita carbonatada (Cap), preparada por reação mecanoquímica de uma mistura de pó precursor, comprimido e depois cozido em altas temperaturas (chamado de síntese seca). Esta cerâmica foi utilizada como substrato em uma cultura de células osteoprogenitoras, que foram obtidas por aspirado da medula óssea de suínos adultos, foram isoladas por diluição e cultivadas em placas ou no Cap com ou sem a adição de fatores de diferenciação osteogênica. As culturas foram analisadas em diferentes momentos, por 45 dias, período durante o qual se determinou a duplicação da população celular e a capacidade osteocondutora de biomaterial, através de testes bioquímicos e moleculares. Como resultado deste trabalho criou-se uma cultura primária de osteoprogenitoras da medula óssea de suínos, para avaliação in vitro de um material sintético cerâmico por reação de estado sólido, e foi explorado o potencial uso do material como um substituto para o osso natural, ao se analisar a capacidade osteocondutora, pela microscopia de luz e eletrônica e expressão de marcadores bioquímicos e moleculares, tais como a expressão de fosfatase alcalina, deposição de cálcio e acúmulo de laranja de xilenol concomitante com a detecção de Runx2, osteocalcina e osteopontin...