RESUMO
Abstract Mesenchymal stem cells (MSCs) have great potential for application in cell therapy and tissue engineering procedures because of their plasticity and capacity to differentiate into different cell types. Given the widespread use of MSCs, it is necessary to better understand some properties related to osteogenic differentiation, particularly those linked to biomaterials used in tissue engineering. The aim of this study was to develop an analysis method using FT-Raman spectroscopy for the identification and quantification of biochemical components present in conditioned culture media derived from MSCs with or without induction of osteogenic differentiation. All experiments were performed between passages 3 and 5. For this analysis, MSCs were cultured on scaffolds composed of bioresorbable poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) and poly(ε-caprolactone) (PCL) polymers. MSCs (GIBCO®) were inoculated onto the pure polymers and 75:25 PHBV/PCL blend (dense and porous samples). The plate itself was used as control. The cells were maintained in DMEM (with low glucose) containing GlutaMAX® and 10% FBS at 37oC with 5% CO2 for 21 days. The conditioned culture media were collected and analyzed to probe for functional groups, as well as possible molecular variations associated with cell differentiation and metabolism. The method permitted to identify functional groups of specific molecules in the conditioned medium such as cholesterol, phosphatidylinositol, triglycerides, beta-subunit polypeptides, amide regions and hydrogen bonds of proteins, in addition to DNA expression. In the present study, FT-Raman spectroscopy exhibited limited resolution since different molecules can express similar or even the same stretching vibrations, a fact that makes analysis difficult. There were no variations in the readings between the samples studied. In conclusion, FT-Raman spectroscopy did not meet expectations under the conditions studied.
Resumo As células-tronco mesenquimais (MSCs) possuem grande potencial para aplicação em procedimentos terapêuticos ligados a terapia celular e engenharia de tecidos, considerando-se a plasticidade e capacidade de formação em diferentes tipos celulares por elas. Dada a abrangência no emprego das MSCs, há necessidade de se compreender melhor algumas propriedades relacionadas à diferenciação osteogênica, particularmente liga à biomateriais usados em engenharia de tecidos. Este projeto objetiva o desenvolvimento de uma metodologia de análise empregando-se a FT-Raman para identificação e quantificação de componentes bioquímicos presentes em meios de cultura condicionados por MSCs, com ou sem indução à diferenciação osteogênica. Todos os experimentos foram realizados entre as passagens 3 e 5. Para essas análises, as MSCs foram cultivadas sobre arcabouços de polímeros biorreabsorvíveis de poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) e o poli (ε-caprolactona) (PCL). As MSCs (GIBCO®) foram inoculadas nos polímeros puros e na mistura 75:25 de PHBV / PCL (amostras densas e porosas). As células foram mantidas em DMEM (com baixa glicose) contendo GlutaMAX® e 10% de SFB a 37oC com 5% de CO2 por 21 dias. A própria placa foi usada como controle. Os meios de cultura condicionados foram coletados e analisadas em FT-Raman para sondagem de grupos funcionais, bem como possíveis variações moleculares associadas com a diferenciação e metabolismo celular. Foi possível discernir grupos funcionais de moléculas específicas no meio condicionado, como colesterol, fosfatidilinositol, triglicerídeos, forma Beta de polipeptídeos, regiões de amida e ligações de hidrogênio de proteínas, além da expressão de DNA. Na presente avaliação, a FT-Raman apresentou como uma técnica de resolução limitada, uma vez que modos vibracionais de estiramento próximos ou mesmo iguais podem ser expressos por moléculas diferente, dificultando a análise. Não houve variações nas leituras entre as amostras estudadas, concluindo-se que a FT-Raman não atendeu às expectativas nas condições estudadas.
Assuntos
Animais , Ratos , Células-Tronco Mesenquimais , Osteogênese , Poliésteres , Análise Espectral Raman , Meios de Cultivo Condicionados , Proliferação de Células , Tecidos SuporteRESUMO
Substitutos de enxerto de tecido conjuntivo têm sido amplamente utilizados para superar as limitações dos enxertos autógenos no tratamento de defeitos dos tecidos moles periodontais e peri-implantares. No entanto, o desempenho clínico desses biomateriais ainda é inferior. A biofuncionalização de matrizes colágenas usando fibrina rica em plaquetas injetável (i-PRF) foi proposta como uma estratégia para aprimorar a bioatividade e, portanto, a eficácia clínica desses substitutos mucosos. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia do uso da matriz colágena estável em volume (FG) biofuncionalizada com i-PRF no tratamento de recessões gengivais unitárias (RGs) do ponto de vista clínico, estético e de parâmetros centrados no paciente. Para tal, foram selecionados 66 pacientes portadores de RGs unitárias RT1, os quais foram alocados aleatoriamente em um dos seguintes grupos: grupo CAF (n=22), retalho posicionado coronariamente (CAF); grupo CAF+FG (n=22), CAF associado à FG; e grupo CAF+FG+i-PRF (n=22), CAF associado à FG biofuncionalizada com i-PRF. Após 6 meses, os três grupos apresentaram taxas de recobrimento radicular significativas [CAF: 69,1% (2,02 ± 1,06 mm); CAF+FG: 67,44% (1,7 ± 0,81 mm) e CAF+FG+i-PRF: 64,92% (1,64 ± 0,80 mm), sem diferença entre os grupos (p=0,33). Os grupos que receberam os biomateriais forneceram um maior ganho em espessura de tecido queratinizado (ETQ) (CAF: 0,12 ± 0,2 mm; CAF+FG: 0,43 ± 0,24 mm; CAF+FG+i-PRF: 0,48 ± 0,25 mm; p=0,000). Não foram observadas diferenças significativas em termos de altura de tecido queratinizado em nenhum dos grupos e tempos avaliados (p>0,05). Todos os grupos apresentaram redução significativa da hipersensibilidade dentinária e melhorias nas condições estéticas (p>0,05). Também não foram observadas diferenças em termos de dor e morbidade pósoperatórias (p>0,05). Dentro das limitações do presente estudo, conclui-se que as três abordagens forneceram resultados semelhantes e satisfatórios após 6 meses de acompanhamento. A adição da FG, biofuncionalizada ou não com i-PRF, proporcionou benefícios adicionais em termos de ganho de ETQ. (AU)
Soft tissue graft substitutes have been widely used to overcome the limitations of autogenous grafts in the treatment of periodontal and peri-implant soft tissue defects. However, the clinical performance of these biomaterials is still inferior. The biofunctionalization of collagen matrices using injectable platelet-rich fibrin (i-PRF) has been proposed as a strategy to enhance the bioactivity and, therefore, the clinical efficacy of these biomaterials. Thus, the aim of this study was to evaluate the effectiveness of using biofunctionalized volume-stable collagen matrix (VCMX) with i-PRF in the treatment of single gingival recessions (GRs) from clinical, esthetic, and patient-centered parameters. For this purpose, 66 patients with single RT GRs were selected and randomly allocated to one of the following groups: CAF group (n=22), coronally advanced flap (CAF); CAF+VCMX group (n=22), CAF combined with VCMX; and CAF+ VCMX +iPRF group (n=22), CAF combined with biofunctionalized VCMX with i-PRF. After 6 months, all three groups exhibited significant root coverage rates [CAF: 69.1% (2.02 ± 1.06 mm); CAF+FG: 67.44% (1.7 ± 0.81 mm); and CAF+FG+iPRF: 64.92% (1.64 ± 0.80 mm), with no difference between the groups (p=0.33). The groups that received the biomaterials showed a greater gain in keratinized tissue thickness (KTT) (CAF: 0.12 ± 0.2 mm; CAF+FG: 0.43 ± 0.24 mm; CAF+FG+i-PRF: 0.48 ± 0.25 mm; p=0.000). No significant differences were observed in terms of keratinized tissue height in any of the groups and assessed time points (p>0.05). All groups showed a significant reduction in dentin hypersensitivity and improvements in esthetic conditions (p>0.05). No differences were also observed in terms of post-operative pain and morbidity (p>0.05). Within the limitations of this study, it is concluded that all three approaches provided similar and satisfactory results after 6 months of follow-up. The addition of VCMX, whether biofunctionalized or not with i-PRF, provided additional benefits in terms of keratinized tissue thickness gain. (AU)
Assuntos
Humanos , Materiais Biocompatíveis , Autoenxertos , Xenoenxertos , Fibrina Rica em Plaquetas , Retração GengivalRESUMO
O avanço no campo da engenharia tecidual e biomateriais conduz ao aprimoramento dos tratamentos e tecnologias já existentes, visando otimizar a resolução de injúrias e permitir tratamentos cada vez mais eficientes para a população. Desta maneira, o objetivo deste estudo foi produzir e caracterizar scaffolds de policaprolactona (PCL) incorporadas com três formulações diferentes de vidro bioativo, bem como avaliar a influência destas na osteogênese in vitro e na neoformação óssea in vivo. Para isso, foram obtidos quatro grupos experimentais: PCL (P), PCL incorporado com o vidro bioativo 45S5 (P45), PCL incorporado com o vidro bioativo S53P4 (P53) e PCL incorporado com o vidro bioativo 58S (P58). A síntese de todos os vidros foi realizada pela rota Sol-Gel, os quais foram incorporados à solução de PCL previamente à produção dos scaffolds por meio do processo de eletrofiação. Posteriormente à caracterização morfológica e físico-química, os scaffolds foram submetidas aos testes biológicos in vitro e in vivo. Na etapa in vitro, células da medula óssea obtidas de fêmures de ratos foram isoladas e plaqueadas com os scaffolds, visando avaliar a influência destas na atividade e diferenciação celular na osteogênese. Para o ensaio in vivo, 30 ratos Wistar foram submetidos ao procedimento cirúrgico para confecção de um defeito crítico de 3,0 mm nas tíbias direita e esquerda para avaliação dos scaffolds. A eutanásia dos animais foi realizada após 4 semanas do procedimento cirúrgico, e as peças foram submetidas à análise histológica, imuno-histoquímica (IHC), histomorfométrica e ao teste biomecânico de flexão de três pontos. Os dados obtidos foram estatisticamente analisados pelo teste ANOVA um fator, com nível de significância adotado de 5%. A caracterização morfológica e físico-química evidenciou o sucesso da referida metodologia em confeccionar o novo biomaterial. Na análise in vitro, observou-se que os scaffolds não foram citotóxicos, e permitiram atividade e diferenciação celular, sendo que o grupo P exibiu maior conteúdo de proteína total (p<0,05) em ambos os períodos analisados, e os grupos P53 e P58 exibiram maior atividade de fosfatase alcalina (ALP), não diferindo entre si (p>0,0001) enquanto P exibiu menor atividade, diferindo estatisticamente (p<0,05). Todos os grupos permitiram a formação de nódulos de mineralização, e foi observado maior quantificação de Alizarina nos grupos P45, P53 e P58 quando comparados ao grupo P (p<0,05). Na análise histológica foi observada a presença de neoformação óssea na região do defeito crítico em todos os grupos. A IHC evidenciou a imunomarcação por osteocalcina (OC) e TRAP. Na análise histomorfométrica foi observada maior formação nos grupos P45 e P53, os quais não diferiram entre si (p>0,0001). O teste biomecânico evidenciou que não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos (p>0,05) ao avaliar a força de ruptura das tíbias. Os resultados evidenciaram o sucesso na produção do novo compósito, sendo que os grupos contendo vidro bioativo, em especial o grupo P53, se mostraram mais osteoativos e osteocondutores quando comparado ao grupo P, e evidenciam o potencial uso na engenharia tecidual.(AU)
Advancements in the field of tissue engineering and biomaterials lead to the enhancement of existing treatments and technologies, aiming to optimize injury resolution and enable increasingly efficient treatments for the population. Thus, the objective of this study was to produce and characterize polycaprolactone (PCL) scaffolds incorporated with three different formulations of bioactive glass, as well as to evaluate their influence on in vitro osteogenesis and in vivo bone neoformation. To achieve this, four experimental groups were established: PCL (P), PCL incorporated with 45S5 bioactive glass (P45), PCL incorporated with S53P4 bioactive glass (P53), and PCL incorporated with 58S bioactive glass (P58). The synthesis of all glasses was carried out via the Sol-Gel route, and they were subsequently integrated into the PCL solution prior to scaffold production through the electrospinning process. Following morphological and physicochemical characterization, the scaffolds underwent in vitro and in vivo biological testing. In the in vitro phase, bone marrow cells obtained from rat femurs were isolated and plated with the scaffolds to assess their influence on cellular activity and differentiation in osteogenesis. For the in vivo assay, 30 Wistar rats underwent a surgical procedure to create a 3.0 mm critical defect in the right and left tibias for the evaluation of the scaffolds. Euthanasia of the animals was performed after 4 weeks of the surgical procedure, and the specimens were subjected to histological analysis, immunohistochemistry (IHC), histomorphometric analysis, and a three-point bending biomechanical test. The data obtained were statistically analyzed using a one-way ANOVA with a significance level set at 5%. Morphological and physicochemical characterization confirmed the success of the aforementioned methodology in fabricating the new biomaterial. In the in vitro analysis, it was observed that the scaffolds were not cytotoxic and allowed for cellular activity and differentiation. Group P exhibited a higher total protein content (p<0.05) in both analyzed periods, and groups P53 and P58 displayed greater alkaline phosphatase (ALP) activity, with no significant difference between them (p>0.0001), while P exhibited lower activity, differing statistically (p<0.05). All groups supported the formation of mineralization nodules, with a higher quantification of Alizarin observed in the P45, P53, and P58 groups compared to the P group (p<0.05). Histological analysis revealed the presence of bone neoformation in the critical defect region in all groups. IHC showed immunolabeling for osteocalcin (OC) and TRAP. Histomorphometric analysis revealed greater formation in the P45 and P53 groups, which did not differ from each other (p>0.0001). The biomechanical test indicated no statistically significant difference between the groups (p>0.05) when evaluating tibial rupture strength. The results demonstrated the success in producing the new composite, with the bioactive glass-containing groups, especially the P53 group, showing greater osteoactivity and osteoconductivity compared to the P group, highlighting their potential for use in tissue engineering (AU)
Assuntos
Osteogênese , Materiais Biocompatíveis , Regeneração Óssea , Engenharia Tecidual , NanofibrasRESUMO
Mesenchymal stem cells (MSCs) have great potential for application in cell therapy and tissue engineering procedures because of their plasticity and capacity to differentiate into different cell types. Given the widespread use of MSCs, it is necessary to better understand some properties related to osteogenic differentiation, particularly those linked to biomaterials used in tissue engineering. The aim of this study was to develop an analysis method using FT-Raman spectroscopy for the identification and quantification of biochemical components present in conditioned culture media derived from MSCs with or without induction of osteogenic differentiation. All experiments were performed between passages 3 and 5. For this analysis, MSCs were cultured on scaffolds composed of bioresorbable poly(hydroxybutyrate co-hydroxyvalerate) (PHBV) and poly(ε-caprolactone) (PCL) polymers. MSCs (GIBCO®) were inoculated onto the pure polymers and 75:25 PHBV/PCL blend (dense and porous samples). The plate itself was used as control. The cells were maintained in DMEM (with low glucose) containing GlutaMAX® and 10% FBS at 37ºC with 5% CO2 for 21 days. The conditioned culture media were collected and analyzed to probe for functional groups, as well as possible molecular variations associated with cell differentiation and metabolism. The method permitted to identify functional groups of specific molecules in the conditioned medium such as cholesterol, phosphatidylinositol, triglycerides, beta-subunit polypeptides, amide regions and hydrogen bonds of proteins, in addition to DNA expression. In the present study, FT-Raman spectroscopy exhibited limited resolution since different molecules can express similar or even the same stretching vibrations, a fact that makes analysis difficult. There were no variations in the readings between the samples studied. In conclusion, FT-Raman spectroscopy did not meet expectations under the conditions studied.
As células-tronco mesenquimais (MSCs) possuem grande potencial para aplicação em procedimentos terapêuticos ligados a terapia celular e engenharia de tecidos, considerando-se a plasticidade e capacidade de formação em diferentes tipos celulares por elas. Dada a abrangência no emprego das MSCs, há necessidade de se compreender melhor algumas propriedades relacionadas à diferenciação osteogênica, particularmente liga à biomateriais usados em engenharia de tecidos. Este projeto objetiva o desenvolvimento de uma metodologia de análise empregando-se a FT-Raman para identificação e quantificação de componentes bioquímicos presentes em meios de cultura condicionados por MSCs, com ou sem indução à diferenciação osteogênica. Todos os experimentos foram realizados entre as passagens 3 e 5. Para essas análises, as MSCs foram cultivadas sobre arcabouços de polímeros biorreabsorvíveis de poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) e o poli (ε-caprolactona) (PCL). As MSCs (GIBCO®) foram inoculadas nos polímeros puros e na mistura 75:25 de PHBV / PCL (amostras densas e porosas). As células foram mantidas em DMEM (com baixa glicose) contendo GlutaMAX® e 10% de SFB a 37oC com 5% de CO2 por 21 dias. A própria placa foi usada como controle. Os meios de cultura condicionados foram coletados e analisadas em FT-Raman para sondagem de grupos funcionais, bem como possíveis variações moleculares associadas com a diferenciação e metabolismo celular. Foi possível discernir grupos funcionais de moléculas específicas no meio condicionado, como colesterol, fosfatidilinositol, triglicerídeos, forma Beta de polipeptídeos, regiões de amida e ligações de hidrogênio de proteínas, além da expressão de DNA. Na presente avaliação, a FT-Raman apresentou como uma técnica de resolução limitada, uma vez que modos vibracionais de estiramento próximos ou mesmo iguais podem ser expressos por moléculas diferente, dificultando a [...].
Assuntos
Animais , Ratos , Análise Espectral Raman/métodos , Células-Tronco Mesenquimais , Fenômenos BioquímicosRESUMO
Abstract Mesenchymal stem cells (MSCs) have great potential for application in cell therapy and tissue engineering procedures because of their plasticity and capacity to differentiate into different cell types. Given the widespread use of MSCs, it is necessary to better understand some properties related to osteogenic differentiation, particularly those linked to biomaterials used in tissue engineering. The aim of this study was to develop an analysis method using FT-Raman spectroscopy for the identification and quantification of biochemical components present in conditioned culture media derived from MSCs with or without induction of osteogenic differentiation. All experiments were performed between passages 3 and 5. For this analysis, MSCs were cultured on scaffolds composed of bioresorbable poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) and poly(-caprolactone) (PCL) polymers. MSCs (GIBCO®) were inoculated onto the pure polymers and 75:25 PHBV/PCL blend (dense and porous samples). The plate itself was used as control. The cells were maintained in DMEM (with low glucose) containing GlutaMAX® and 10% FBS at 37oC with 5% CO2 for 21 days. The conditioned culture media were collected and analyzed to probe for functional groups, as well as possible molecular variations associated with cell differentiation and metabolism. The method permitted to identify functional groups of specific molecules in the conditioned medium such as cholesterol, phosphatidylinositol, triglycerides, beta-subunit polypeptides, amide regions and hydrogen bonds of proteins, in addition to DNA expression. In the present study, FT-Raman spectroscopy exhibited limited resolution since different molecules can express similar or even the same stretching vibrations, a fact that makes analysis difficult. There were no variations in the readings between the samples studied. In conclusion, FT-Raman spectroscopy did not meet expectations under the conditions studied.
Resumo As células-tronco mesenquimais (MSCs) possuem grande potencial para aplicação em procedimentos terapêuticos ligados a terapia celular e engenharia de tecidos, considerando-se a plasticidade e capacidade de formação em diferentes tipos celulares por elas. Dada a abrangência no emprego das MSCs, há necessidade de se compreender melhor algumas propriedades relacionadas à diferenciação osteogênica, particularmente liga à biomateriais usados em engenharia de tecidos. Este projeto objetiva o desenvolvimento de uma metodologia de análise empregando-se a FT-Raman para identificação e quantificação de componentes bioquímicos presentes em meios de cultura condicionados por MSCs, com ou sem indução à diferenciação osteogênica. Todos os experimentos foram realizados entre as passagens 3 e 5. Para essas análises, as MSCs foram cultivadas sobre arcabouços de polímeros biorreabsorvíveis de poli (hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV) e o poli (-caprolactona) (PCL). As MSCs (GIBCO®) foram inoculadas nos polímeros puros e na mistura 75:25 de PHBV / PCL (amostras densas e porosas). As células foram mantidas em DMEM (com baixa glicose) contendo GlutaMAX® e 10% de SFB a 37oC com 5% de CO2 por 21 dias. A própria placa foi usada como controle. Os meios de cultura condicionados foram coletados e analisadas em FT-Raman para sondagem de grupos funcionais, bem como possíveis variações moleculares associadas com a diferenciação e metabolismo celular. Foi possível discernir grupos funcionais de moléculas específicas no meio condicionado, como colesterol, fosfatidilinositol, triglicerídeos, forma Beta de polipeptídeos, regiões de amida e ligações de hidrogênio de proteínas, além da expressão de DNA. Na presente avaliação, a FT-Raman apresentou como uma técnica de resolução limitada, uma vez que modos vibracionais de estiramento próximos ou mesmo iguais podem ser expressos por moléculas diferente, dificultando a análise. Não houve variações nas leituras entre as amostras estudadas, concluindo-se que a FT-Raman não atendeu às expectativas nas condições estudadas.
RESUMO
A primeira parte do trabalho avaliou, através de uma revisão sistemática de estudos in vitro, a aplicabilidade da fotobiomodulação como uma ferramenta auxiliar na engenharia de tecidos. De 8373 estudos inicialmente identificados a partir das estratégias de busca, dez artigos atingiram os critérios de inclusão para análise. Os dados obtidos na maioria dos estudos revisados indicaram que a laserterapia de baixa intensidade (LBI) pode aumentar a proliferação e diferenciação de células cultivadas na superfície dos biomateriais. Na segunda parte do trabalho foi avaliado o efeito da LBI na dose de 4 J/cm2 na proliferação de osteoblastos (OFCOL II) cultivados na superfície de arcabouços poliméricos tridimensionais (3D) de ácido polilático (PLA) e de PLA associado a quitosana (PLA/Q) produzidos pela técnica de fiação por sopro em solução. O ensaio do Alamar Blue demonstrou que as células OFCOL II cultivadas sobre os arcabouços 3D de PLA e irradiadas apresentaram uma maior atividade proliferativa quando comparadas aos grupos não irradiados no intervalo de 72 h. Além disso, as células OFCOL II cultivadas sobre arcabouços de PLA/Q também apresentaram uma maior atividade proliferativa em 24 h. A análise pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que os osteoblastos se encontravam ancorados em concavidades das fibras nos arcabouços examinados. Concluiu-se que o modelo proposto apresentou um potencial para estudos na área da engenharia tecidual óssea. Na terceira parte do trabalho foi avaliada a influência da LBI infravermelha (IV) e vermelha (V) em diferentes dosagens (1 J/cm², 4 J/cm² e 6 J/cm²) na proliferação e viabilidade das células OFCOL II. O ensaio do Alamar Blue mostrou diferenças significativas (p<0,05) na atividade mitocondrial do grupo IV utilizando a dose de 1 J/cm2 e 4 J/cm2, nos intervalos de 24 e 48 h. Já o ensaio do Live/Dead evidenciou que a LBI induziu aumento da viabilidade celular no grupo IV na dose de 4 J/cm2, quando comparada com os demais grupos. Em conjunto, os resultados sugerem que a LBI pode promover bioestimulação in vitro de osteoblastos, inclusive quando cultivados na superfície de arcabouços poliméricos 3D, representando assim uma ferramenta promissora nas técnicas de engenharia tecidual óssea (AU).
The first part of the work evaluated, through a systematic review of in vitro studies, the applicability of photobiomodulation as an auxiliary tool in tissue engineering. Of 8373 studies initially identified from the search strategies, ten articles met the inclusion criteria for analysis. Data obtained from most of the reviewed studies indicated that low-intensity laser therapy (LLLT) could increase the proliferation and differentiation of cells cultured on the surface of biomaterials. The second part of the work evaluated the effect of LLLT at a dose of 4 J/cm² on the proliferation of osteoblasts (OFCOL II) cultivated on the surface of threedimensional (3D) polymer scaffolds of polylactic acid (PLA) and PLA associated with chitosan (PLA/Q) produced by the solution blow spinning technique. The Alamar Blue assay demonstrated that OFCOL II cells cultured on 3D PLA scaffolds and irradiated showed more significant proliferative activity when compared to non-irradiated groups within 72 h. Furthermore, OFCOL II cells cultured on PLA/Q scaffolds showed higher proliferative activity at 24 h. Analysis by scanning electron microscopy (SEM) showed that the osteoblasts were anchored in the concavities of the fibers of the examined scaffolds. It was concluded that the proposed model showed potential for studies in the field of bone tissue engineering. The third part of the work evaluated the influence of infrared (IR) and red (R) laser therapy at different dosages (1 J/cm², 4 J/cm², and 6 J/cm²) on the proliferation and viability of OFCOL II cells. The Alamar Blue assay showed significant differences (p<0.05) in the mitochondrial activity of group IR using the dose of 1 J/cm² and 4 J/cm² at 24 and 48 h. The Live/Dead assay showed that LLLT induced an increase in cell viability in the IR group at a dose of 4 J/cm² compared to the other groups. Taken together, the results suggest that LLLT can promote in vitro biostimulation of osteoblasts, even when cultivated on the surface of 3D polymeric scaffolds, thus representing a promising tool in bone tissue engineering techniques (AU).
Assuntos
Materiais Biocompatíveis , Engenharia Tecidual , Técnicas In Vitro , Terapia com Luz de Baixa Intensidade , QuitosanaRESUMO
Repairing and regenerating injured neural tissue remains a worldwide challenge. Tissue engineering (TE) has been highlighted as a potential solution to provide functional substitutes for damaged organs or tissue. Among the biocompatible and biodegradable materials, poly-L-lactic-acid (PLLA) has been widely investigated in the TE field because of its tunable mechanical properties and tailorable surface functionalization. PLLA-based biomaterials can be engineered as scaffolds that mimic neural tissue extracellular matrix and modulate inflammatory responses. With technological advances, PLLA-based scaffolds can also have well-controlled three-dimensional sizes and structures to facilitate neurite extension. Furthermore, PLLA-based scaffolds have the potential to be used as drug-delivery carriers with controlled release. Moreover, owing to the good piezoelectric properties and capacity to carry conductive polymers, PLLA-based scaffolds can be combined with electrical stimulation to maintain stemness and promote axonal guidance. This mini-review summarizes and discusses the fabrication and modification techniques utilized in the PLLA-based biomaterial scaffolds for neural TE. Recent applications in peripheral nerve and spinal cord regeneration are also presented, and it is hoped that this will guide the future development of more effective and multifunctional PLLA-based nerve scaffolds.
RESUMO
Introduction: Simultaneously with the development of new biomaterials, numerous surgical modalities have been proposed, with the aim of promoting adequate regeneration of bone defects, without providing fenestrations or dehiscence. Among the regenerative techniques currently accepted for this purpose, guided tissue regeneration (GTR) stands out. Objective: To evaluate the healing pattern and the histological response of the organism to the insertion of a type A gelatin-based membrane, and to compare it with a commercial membrane. Methods: Fifteen adult rabbits were selected. In the parietal region of the calvaria, flaps were performed to create a supraperiosteal pouch and implantation of 2 types of resorbable membranes: Marquette membrane and Bio-Gide® membrane. After the surgical procedure, the animals were allocated into 3 randomly selected groups (n=5) for the period of euthanasia, which occurred at 2, 4 and 6 postoperative weeks. Subsequently, the calvaria areas were removed and stained by H&E and analyzed for periosteum formation, inflammatory infiltrate in the area of membrane insertion, membrane degradation/resorption, and perimembrane fibrosis. Results: A slight inflammatory infiltration occurred around the Bio-Gide® membrane and it underwent resorption during the postoperative period with periosteum reconstruction, predominantly of a fibrous nature. The Marquette membrane also did not trigger an important inflammatory reaction. However, there was no significant resorption during the period; there was also significant formation of fibrous capsule surrounding the entire membrane area. Conclusion: The Marquette membrane produces tissue isolation reaction, minimizing periosteal formation while not providing its degradation
Introdução: Simultaneamente ao desenvolvimento de novos biomateriais, abundantes modalidades cirúrgicas têm sido propostas, com a finalidade de promover adequada regeneração de defeitos ósseos, sem proporcionar 2 fenestrações ou deiscências. Entre as teÌcnicas regenerativas atualmente aceitas para este propósito, destaca-se a regeneraçaÌo tecidual guiada (RTG). Objetivo: Avaliar o padrão de cicatrização e a resposta histológica do organismo frente à inserção de uma membrana a base de gelatina tipo A, e compará-la com membrana comercial. Métodos: Foram selecionadas 15 coelhas adultas. Na região parietal da calvária foram realizados retalhos para criação de uma bolsa supraperiostal e implantação de 2 tipos de membranas reabsorvíveis: membrana Marquette e membrana Bio-Gide®. Após o procedimento cirúrgico os animais foram alocados em 3 grupos randomicamente selecionados (n=5) para o período de eutanásia, que ocorreu em 2, 4 e 6 semanas pós-operatórias. Posteriormente, as áreas da calvária foram removidas e coradas por H&E e analisadas para averiguar formação de periósteo, infiltrado inflamatório na área de inserção de membrana, degradação/reabsorção da membrana, e fibrose perimembranar. Resultados: Ao redor da membrana Bio-Gide® ocorreu discreta infiltração inflamatória e a membrana sofreu reabsorção ao decorrer do período pósoperatório com reconstrução de periósteo prevalentemente de caráter fibroso. A membrana Marquette também não desencadeou importante reação inflamatória. Contudo, não foi verificada reabsorção significativa durante o período, também ocorreu significante formação de cápsula fibrosa cerceando toda área membranar. Conclusão: A membrana Marquette produz reação de isolamento tecidual, minimizando a formação periostal ao mesmo tempo que não proporciona sua degradação.
RESUMO
A reabilitação de maxila atrófica se apresenta ainda nos dias de hoje como um desafio anatômico/fisiológico para os profissionais da área odontológica que visam buscar a instalação de implantes para futuras reabilitações protéticas, tendo em vista o grau de dificuldade de reconstituição do rebordo alveolar perdido. Com o intuito de reabilitar essas maxilas frente às adversidades, diferentes técnicas são propostas tais como enxertos ósseos autógenos, homógenos, substitutos ósseos alógenos, xenógenos e aloplásticos e suas respectivas técnicas. O objetivo deste trabalho foi apresentar um relato de caso clínico, no qual duas técnicas de reconstituição de rebordo alveolar de hemi-arco foram realizadas na mesma maxila utilizando biomaterial em bloco, visando comparar os resultados histológicos e clínicos. Após 5 meses da realização da enxertia, foi coletado material dos enxertos alveolares bilateralmente utilizando-se brocas trefinas para estudo histológico. Através da metodologia empregada, pode-se observar maior formação de estrutura óssea no lado em que foi praticada a metodologia transplantes celular odontológico (TCO), que preconiza a associação de sangue medular mandibular ao biomaterial, em relação a técnica contralateral em que utilizou a metodologia convencional, que preconiza a associação ao biomaterial do sangue periférico. Pode-se observar através da metodologia empregada que a utilização de biomateriais potencializados com sangue medular mandibular apresentou maior crescimento de estrutura óssea, incrementando em torno de 35% a mais na neoformação.de osso vital.
The rehabilitation of atrophic maxilla is still presented today as an anatomical/physiological challenge for professionals in the dental field who aim to seek the installation of implants for future prosthetic rehabilitations, in view of the degree of difficulty in reconstituting the lost alveolar ridge. In order to rehabilitate these jaws in the face of adversity, different techniques are proposed such as autogenous, homogenous bone grafts, allogeneic, xenogenous and alloplastic bone substitutes and their respective techniques. The aim of this study was to present a clinical case report, in which two hemi-arch alveolar ridge reconstruction techniques were performed in the same maxilla using biomaterial en bloc, in order to compare the histological and clinical results. After 5 months of grafting, material was collected from the alveolar grafts bilaterally using trephine burs for histological study. Through the used methodology, it was possible to see greater bone formation of structure on the side in which the dental cell transplantation (TCO) methodology was practiced, which advocates the association of mandibular medullary blood to the biomaterial, in relation to the contralateral technique in which the methodology was used conventional method, which advocates the association with peripheral blood biomaterial. It can be observed through the used methodology that the use of biomaterials potentiated with mandibular medullary blood showed greater growth of bone structure, increasing around 35% more in the neoformation of vital bone.
Assuntos
Humanos , Feminino , Pessoa de Meia-Idade , Materiais Biocompatíveis , Regeneração Óssea , Implantes Dentários , Transplante Ósseo , MaxilaRESUMO
A engenharia de tecidos e de regeneração tecidual óssea tornou-se uma área muitoimportante para o desenvolvimento de materiais alternativos funcionais para restaurar, manter ou melhorar a função de um tecido danificado. Atualmente, com o grande avanço tecnológico na área da ciência, o desenvolvimento e aprimoramento de biomateriais tornou-se necessário para a evolução de melhoresbiomateriais que irão contribuir na melhora da qualidade de vida da população. Dessa forma, o objetivo neste estudo foi avaliar a influência dos aditivos de aluminato de cálcio e de zircônia no cimento ósseo de polimetilmetacrilato (PMMA) na osteogênese in vitro com células obtidas de fêmures de ratos. Após aprodução das amostras, foi realizada a caracterização utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de dispersão de energia e infravermelho por transformação de EDS (FT-IR). Posteriormente à caracterização, as amostras foram submetidas aos testes biológicos in vitro utilizando células mesenquimais obtidas de fêmures de ratos. As células foram isoladas e plaqueadas com as amostras visando avaliar a influência dos biomateriais na atividade e diferenciação celular de osteoblastos. Após períodos pré-determinados, foram realizados os testes de citotoxicidade, atividade de fosfatase alcalina, produção de proteína total, formação dos nódulos de mineralização, genotoxicidade e proliferação celular. A caracterização por MEV- FE mostrou que as amostras apresentaram características morfológicas topográficas modificadas, Na superfície do PMMA observam-se partículas maiores quando comparado com as blendas. O EDS demonstrou que as amostrasevidenciam a presença de elementos químicos que compõem o biomaterial, em quantidades diferentes. A espectroscopia de infravermelho por transformação de Fourier (FT-IR) evidenciou a composição das amostras com ligações químicas semelhantes, sem evidência dos elementos aditivos. Os resultados dos testes celulares mostraram que as amostras não foram citotóxicas e permitiram a atividade, adesão e diferenciação celular, porém não houve diferença estatística entre os grupos experimentais e o controle nos testes de citotoxidade, proteína total e fosfatase alcalina (p>0,05). Nas imagens de MEV das amostras do grupo PMMA sugere-se menos células, enquanto as amostras dos grupos PMMA+CACe PMMA+Z sugeriram mais células na superfície das amostras. Na contagem de micronúcleos do teste de genotoxicidade, o grupo de amostras de PMMA+CAC mostrou menor quantidade de micronúcleos comparado a todos os grupos, e as amostras de PMMA+Z mostraram mais micronúcleos formados. Concluiu-se que as amostras produzidas com os aditivos (aluminato de cálcio e zircônia), são promissoras devido a ausência de toxicidade e por permitirem a diferenciação celular (AU).
Tissue engineering and bone tissue regeneration has become a very important area for the development of functional alternative materials to restore, maintain or improve the function of damaged tissue. Currently, with the greattechnological advance in the area of science, the development and improvement of biomaterialshas become necessary for the evolution of better biomaterials that will contributeto the improvement of the population's quality of life. Thus, the aim of this study was to evaluate the influence of calcium aluminate and zirconia additives in polymethylmethacrylate (PMMA) bone cement on in vitro osteogenesis with cellsobtained from rat femurs. After sample production, characterization was performed using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersion spectroscopy and EDS transformation infrared (FT-IR). After characterization, the samples were submitted to in vitro biological tests using mesenchymal cells obtained from rat femurs. The cells were isolated and plated with the samples in order to evaluate the influence of biomaterials on the activity and cell differentiation of osteoblasts. After predetermined periods, cytotoxicity, alkaline phosphatase activity, total protein production, formation of mineralization nodules, genotoxicity and cell proliferation were performed. The characterizationby SEM-FE showed that the samples showed modified topographic morphological characteristics. On the surface of the PMMA larger particles are observed when compared to the blends. The EDS showed that the samples show the presence of chemical elements that make up the biomaterial,in different quantities. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) The composition of the samples showedsimilar chemical bonds, with no evidence of additive elements. The results of the cellular tests showed that the samples were not cytotoxic and allowed cell activity,adhesion and differentiation, but there was no statistical difference between the experimental groups and the control in the cytotoxicity, total protein and alkalinephosphatase tests (p>0.05 ). The SEMimages of the samples from the PMMA group suggested fewer cells, while the samples from the PMMA+CAC andPMMA+Z groups suggested more cells on the surface of the samples. In the micronucleus count of the genotoxicity test, thegroup of PMMA+CAC samples showed a lower amount of micronuclei compared to all groups, and the PMMA+Zsamples showed more micronuclei formed. It was concluded that the samples produced with the additives (calcium aluminate and zirconia) are promising dueto the absence of toxicity and for allowing cell diferentiation (AU)
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Animais , Ratos , Osteogênese , Materiais Biocompatíveis , Cimentos Ósseos , Polimetil MetacrilatoRESUMO
O objetivo da presente tese foi analisar as características das interações de materiais inteligentes quando aplicados em dentina, avaliando as técnicas de remoção, a recuperação e a restauração do tecido cariado. Para isso, foram realizados 6 estudos englobando os conceitos atuais da odontologia de mínima intervenção. O primeiro estudo consiste em uma revisão bibliométrica, que realizou um levantamento nas bases de dados MEDLINE, Scopus, Web of Science, Cochrane Library, Lilacs/BBO e Embase, evidenciando o potencial bioativo dos materiais estudados e a necessidade de testá-los em dentina totalmente ou parcialmente desmineralizada através de estudos laboratoriais. O segundo estudo visou comparar in vitro diferentes técnicas para remoção de cárie artificialmente produzidas: o uso de broca, cureta e dois agentes químico-mecânicos (Papacárie Duo Gel®, Fórmula e Ação e Brix3000®, Brix Medical Science). Para isso, foram realizados escaneamentos em micro-CT antes e após a remoção de cárie com o intuito de comparar o volume e a densidade mineral da dentina, demonstrando que não houve diferença entre as técnicas quanto a quantidade de tecido removido (p>0,05). Além disso, nesse mesmo estudo, foi avaliado o potencial de cimentos de polialquenoato (Poly Zinc®, Prevest DenPro e Ketac Molar®, 3M ESPE) na recuperação da densidade mineral da dentina remanescente, mostrando que o cimento de policarboxilato de zinco apresentou um desempenho melhor (33,6%) quando comparado ao cimento de ionômero de vidro (6%; p<0,01). Quanto à seletividade in vitro dos agentes químico-mecânicos à base de papaína, um terceiro estudo foi conduzido, testando as alterações na morfologia e rugosidade superficial da dentina hígida antes e após a aplicação dos géis, comprovando que esses géis são específicos e seguros, sendo que os valores da rugosidade superficial não apresentaram diferenças estatísticas (p>0,05). No quarto estudo foi avaliado in vitro a interação de materiais restauradores liberadores de íons aplicados sobre a dentina artificialmente cariada. Excetuando o compósito resinoso testado (Aura®, SDI), tanto o cimento de ionômero de vidro (Fuji IX®, GC) quanto os cimentos a base de silicato de cálcio (Endo-pass®, DEI e Theracal®, Bisco) provocaram precipitação mineral na interface com a dentina. Esses resultados foram confirmados através de análises quantitativas (α = 5%) e qualitativas. O quinto estudo analisou in vitro dois cimentos de ionômero de vidro modificados por resina (CIVMR; Ionolux®, VOCO e ACTIVA®, Pulpdent) quando aplicados sobre sistemas adesivos universais simplificados (Futurabond®, VOCO e Scotchbond®, 3M) com o objetivo de comparar a força de união a longo prazo desses materiais aplicados sobre dentina. Foi possível constatar que a composição dos sistemas adesivos influencia mais do que o protocolo de aplicação, seja a aplicação convencional ou autocondicionante. Entretanto, quando bem empregados, os CIVMR, podem melhorar a longevidade de adesão desses sistemas adesivos (p<0,05). O sexto estudo consiste em uma revisão de literatura narrativa que apresenta os materiais liberadores de íons disponíveis no mercado, seus mecanismos ação e suas indicações clínicas. Com isso, pode-se concluir que grande parte dos estudos sobre materiais bioativos ainda são limitados a experimentos in vitro e que, apesar de apresentarem resultados positivos quanto a sua bioatividade em recuperar densidade e promover precipitação mineral, esses resultados ainda não podem ser extrapolados clinicamente. Quanto as técnicas de remoção seletiva de cárie, talvez conhecer os conceitos biológicos, fisiológicos e químicos dos processos seja mais importante do que a técnica aplicada em si. Isso também serve no emprego dos materiais bioativos já disponíveis no mercado, que de acordo com a sua composição, a indicação clínica pode variar. (AU)
The aim of the present study was to analyze the type of interactions between smart materials and dentin by studying the techniques for carious tissue removal, dentin recovery and tissue restoration. In order to do this, 6 studies were carried out, involving the current concepts of minimally invasive dentistry. The first study consisted of a bibliometric review, in which we carried out a survey in MEDLINE, Scopus, Web of Science, Cochrane Library, Lilacs/BBO and Embase databases, on the bioactive potential of restorative materials and their effect in sound, completely or partially demineralized dentin through laboratory studies. The second study aimed to compare in vitro different techniques for dentin caries removal: drill, hand excavator and two chemical-mechanical agents (Papacárie Duo Gel®, Fórmula e Ação and Brix3000®, Brix Medical Sciences). In order to do this, micro-CT scans were performed before and after caries removal to compare the volume and mineral density of dentin, and the results showed no difference among the techniques regarding the amount of tissue removed (p>0.05). At the same study, the potential of polyalkenoate cements (Poly Zinc®, Prevest DenPro and Ketac Molar®, 3M ESPE) to recover mineral density of the remaining dentin was evaluated, showing that the zinc polycarboxylate cement presented higher performance (33.6%) compared to the glass ionomer cement (6%; p<0.01). To test the in vitro selectivity of the chemical-mechanical agents based on papain, a third study was conducted to test the changes in the morphology and surface roughness of sound dentin before and after the application of papain gels. The results showed that they are specific and safe, as the surface roughness values after application were not statistically significant different (p>0.05). The fourth study evaluated in vitro the interaction of ion-releasing restorative materials applied on artificially carious dentin. With the exception of the resin composite (Aura®, SDI), both glass ionomer cement (Fuji IX®, GC) and calcium silicate-based cements (Endo-pass®, DEI and Theracal®, Bisco) resulted in mineral precipitation at the interface with dentin. These results were confirmed through quantitative (α= 5%) and qualitative analyses. The fifth study analyzed in vitro two resin-modified glass ionomer cements (RMGIC; Ionolux®, VOCO and ACTIVA®, Pulpdent) when applied with simplified universal adhesive systems (Futurabond®, VOCO and Scotchbond®, 3M) with the aim to compare the long-term bond strength between these materials and dentin. It was possible to verify that the composition of the adhesive systems influenced more than the application protocol (conventional or self-etch mode). However, RMGIC can improve the longevity of adhesion of these adhesive systems (p<0.05). The sixth study consisted of a narrative critical literature review presenting the ion-releasing materials available on the market, their mechanisms of action and their clinical indications. It can be thus concluded that most studies on bioactive materials are still limited to in vitro experiments and, despite showing positive results regarding bioactivity in recovering density and promoting mineral precipitation, these results still can not be extrapolated to clinical applications. Regarding the selective potential of caries removal techniques, the knowledge of biological, physiological and chemical concepts of the processes is more important than the technique used. This can be also applied to the use of bioactive materials available on the market, which according to their composition, may present different clinical indications and applications. (AU)
El objetivo de la presente tesis fue analizar las características de las interacciones de los materiales inteligentes cuando se aplican a la dentina para estudiar las técnicas de remoción, recuperación y restauración del tejido. Para ello se realizaron 6 estudios que engloban los conceptos actuales de la odontología de mínima intervención. El primer estudio consiste en una revisión bibliométrica, que realizó una revisión en las bases de datos MEDLINE, Scopus, Web of Science, Cochrane Library, Lilacs/BBO y Embase, evidenciando el potencial bioactivo de los materiales estudiados y la necesidad de probarlos en dentina totalmente o parcialmente desmineralizada a través de estudios de laboratorio. El segundo estudio tuvo como objetivo comparar in vitro diferentes técnicas para la remoción de caries producidas artificialmente: el uso de material rotatorio, cureta y dos agentes químico-mecánicos (Papacárie Duo Gel® y Brix3000®). Para ello, se realizaron análisis en micro-CT antes y después de la remoción de caries con el fin de comparar el volumen y la densidad mineral de la dentina, demostrando que no hubo diferencia entre las técnicas en la cantidad de tejido removido (p>0,05). Además, en el mismo estudio se evaluó el potencial de los cementos de polialquenoato (Poly Zinc®, Prevest DenPro y Ketac Molar®, 3M ESPE) en la recuperación de la densidad mineral de la dentina remanente, demostrando que el cemento de policarboxilato de zinc presentó un comportamiento mejor (33,6%) en comparación con el cemento de ionómero de vidrio (6%; p<0,01). Con relación la selectividad in vitro de los agentes químico-mecánicos a base de papaína, se realizó un tercer estudio probando los cambios en la morfología y rugosidad superficial de la dentina sana antes y después de la aplicación de los geles, demostrando que estos geles son específicos y seguros, siendo que los valores de rugosidad superficial no presentaron diferencias estadísticas (p>0.05). El cuarto estudio evaluó in vitro la interacción de materiales restauradores liberadores de iones aplicados sobre dentina cariada artificialmente. Excepto por el compuesto de resina (Aura®, SDI), tanto el cemento de ionómero de vidrio (Fuji IX®, GC) como los cementos a base de silicato de calcio (Endo-pass®, DEI y Theracal®, Bisco) causaron precipitación mineral en la interfaz con la dentina. Estos resultados se confirmaron mediante análisis cuantitativos (α = 5%) y cualitativos. El quinto estudio analizó in vitro dos cementos de ionómero de vidrio modificados con resina (CIVMR; Ionolux®, VOCO y ACTIVA®, Pulpdent) aplicados sobre sistemas adhesivos universales simplificados (Futurabond®, VOCO y Scotchbond®, 3M) con el objetivo de comparar la fuerza de unión a largo plazo de estos materiales aplicados a la dentina. Se pudo verificar que la composición de los sistemas adhesivos influye más que el protocolo de aplicación, sea la aplicación convencional o el autograbado. Sin embargo, el CICMR puede mejorar la longevidad de la adhesión de estos sistemas adhesivos (p<0.05). El sexto estudio consiste en una revisión narrativa de la literatura que presenta los materiales liberadores de iones disponibles en el mercado, sus mecanismos de acción y sus indicaciones clínicas. Con esto, se puede concluir que la mayoría de los estudios sobre materiales bioactivos aún se limitan a experimentos in vitro y que, a pesar de mostrar resultados positivos con relación a su bioactividad para recuperar densidad y promover la precipitación mineral, estos resultados aún no son extrapolables clínicamente. En cuanto a las técnicas de eliminación selectiva de caries, quizás sea más importante conocer los conceptos biológicos, fisiológicos y químicos de los procesos que la técnica elegida. Esto también sirve para el uso de materiales bioactivos disponibles en el mercado, que, según su composición, la indicación clínica puede variar. (AU)
Assuntos
Materiais Biocompatíveis/uso terapêutico , Papaína/uso terapêutico , Cárie Dentária/tratamento farmacológico , Restauração Dentária Permanente/métodos , Dentina/efeitos dos fármacos , Remineralização Dentária/métodos , Técnicas In Vitro , GéisRESUMO
O objetivo do estudo foi sintetizar e caracterizar fibras ultrafinas de policaprolactona (PCL) associadas a um novo biovidro 58S em duas diferentes rotas de produção, produzidas pelo processo de eletrofiação a fim de selecionar a melhor rota para a incorporação de íons terapêuticos e avaliar as diferenças entre as rotas e a influência dos íons. Soluções de PCL puro 20% e contendo 7% de biovidros dopados (10% Mg(NO3)2 e 5% Li2CO3), separadamente, foram submetidas ao processo de eletrofiação, onde foram utilizados três parâmetros fixos: 2 mLh-1 de razão de fluxo, 10 kV de voltagem e 12 cm de distância. As fibras obtidas foram caracterizadas morfológica (MEV, análise do diâmetro das fibras e análise da molhabilidade), química (EDS, DRX, FTIR e Raman) e biologicamente (viabilidade celular, conteúdo de proteína total, fosfatase alcalina e formação de nódulos de mineralização). Os resultados obtidos mostraram que a melhor rota foi a sol- gel precipitado, que foram dopados com íons terapêuticos (10% Mg(NO3)2 e 5% Li2CO3). Foi observada a aplicabilidade da referida metodologia em confeccionar um biomaterial aprimorado, que agregando as propriedades osteoindutoras do biovidro ao PCL e às dos íons terapêuticos, aplicável à regeneração óssea guiada apresentando respostas físicas, químicas e biológicas favoráveis ao comportamento celular
The aim of the study was to synthesize and characterize ultrafine polycaprolactone fibers (PCL) associated with a new 58S bioglass in two different production routes, produced by the electrospinning process in order to select the best route for the incorporation of therapeutic ions and differences as a difference between the routes and the influence of the ions. Solutions of pure PCL 20% and containing 7% doped bio-glass (10% Mg (NO3) 2 and 5% Li2CO3), requirements, were submitted to the electrospinning process, where three fixed parameters were used: 2 mLh-1 flow, 10 kV voltage and 12 cm distance. The curved fibers were characterized morphological (SEM, fiber diameter analysis and wettability analysis), chemical (EDS, DRX, FTIR and Raman) and biologically (cell viability, total protein content, alkaline phosphatase and formation of mineralization nodules). The results sought that the best route for a precipitated sol-gel, which were doped with therapeutic ions (10% Mg (NO3) 2 and 5% Li2CO3). It was observed the applicability of the methodology in making an improved biomaterial, which adding the osteoinductive properties of the bioglass to the PCL and those of the therapeutic ions, applicable to guided bone regeneration presenting physical, chemical and biological responses favorable to the cellular behavior
Assuntos
Materiais Biocompatíveis , Microscopia Eletrônica de Varredura , Eletroquímica , NanofibrasRESUMO
O ácido polilático (PLA) é um biomaterial com diversas aplicações biomédicas e tem se destacado como um arcabouço promissor na engenharia de tecidos principalmente devido à sua biocompatibilidade, fácil manipulação e baixo custo. O laser de baixa intensidade (LBI) tem se mostrado uma ferramenta útil para promover a bioestimulação in vitro de vários tipos celulares. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da fotobiomodulação com LBI na viabilidade e proliferação de células-tronco do ligamento periodontal humano (hPDLSC) cultivadas em arcabouços de PLA. Filmes de PLA foram produzidos e a topografia da superfície foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). As hPDLSC foram isoladas, caracterizadas e cultivadas nos filmes de PLA e os espécimes foram divididos em dois grupos: Controle não irradiado; e Laser submetido à irradiação com laser diodo (InGaAIP) com comprimento de onda de 660 nm, potência de 30 mW, e dose única de 1 J/cm², de modo contínuo. As análises de viabilidade celular foram realizadas 24 e 48 horas após a irradiação através do ensaio bioquímico Alamar Blue e do ensaio Live/Dead. Os eventos do ciclo celular foram avaliados por citometria de fluxo e a morfologia da interação célula-biomaterial foi avaliada por MEV. Os filmes produzidos exibiram uma superfície plana e regular, com presença eventual de pequenos poros e rugosidade média de 59,381 nm. Os resultados do ensaio Alamar Blue mostraram uma maior atividade metabólica celular no grupo irradiado em relação ao controle em 24 (p<0,05) e 48 h (p<0,001), o que foi confirmado no ensaio Live/Dead por uma maior densidade de células viáveis no grupo Laser. Na análise do ciclo celular o grupo Laser apresentou um aumento de células na fase G2/M comparado com o grupo Controle (p<0,001). As imagens da MEV mostraram uma maior densidade celular no grupo irradiado, com manutenção da morfologia. Em conjunto, os achados deste estudo demonstraram que fotobiomodulação tem a capacidade de aumentar a viabilidade e proliferação das células-tronco periodontais cultivadas em arcabouços de PLA, o que pode contribuir para o desenvolvimento de novos estudos utilizando este protocolo na engenharia tecidual periodontal (AU).
Polylactic acid (PLA) is a biomaterial with diverse biomedical applications and has been a promising scaffold in tissue engineering mainly due to its biocompatibility, easy manipulation and low cost. Low-level laser irradiation (LLLI) has been shown to be a powerful tool to promote in vitro biostimulation in several cell types. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of photobiomodulation with LLLI on the viability and proliferation of human periodontal ligament stem cells (hPDLSC) cultured on PLA scaffolds. PLA films were produced by solvent casting method and the surface topography was evaluated by scanning electronic microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). hPDLSC were isolated, characterized and cultured on the PLA films. Two groups were evaluated: Control - non irradiated; and Laser - irradiated with diode laser (InGaAIP) with wavelength of 660 nm, power of 30 mW, and a single dose of 1 J/cm² with radiation emitted continuously. Cell viability analyzes were performed 24 and 48 hours after irradiation using the the Alamar Blue biochemical assay and Live/Dead assay. Cell cycle events were assessed by flow cytometry and cell-biomaterial morphological interaction was evaluated by SEM. The films produced showed a flat and regular surface, with the occasional presence of small pores and an average roughness of 59.381 nm. The results of Alamar Blue assay showed a greater cell metabolic activity in irradiated group compared to control at 24 (p<0.05) and 48 h (p<0.001), which was confirmed in the Live/Dead assay by a higher density of viable cells in the Laser group. In the analysis of the cell cycle, the Laser group showed an increase of cells in the G2/M phase compared to the Control group (p <0.001). SEM images showed a higher cell density in the irradiated group, with maintenance of cell morphology. Taken together, the findings of this study demonstrated that photobiomodulation has the ability to increase the viability and proliferation of periodontal stem cells cultured on PLA scaffolds, which may contribute to the development of new studies using this protocol in periodontal tissue engineering (AU).
Assuntos
Ligamento Periodontal/citologia , Células-Tronco/efeitos da radiação , Materiais Biocompatíveis/efeitos da radiação , Proliferação de Células/efeitos da radiação , Técnicas In Vitro/métodos , Microscopia Eletrônica de Varredura/métodos , Análise de Variância , Terapia com Luz de Baixa Intensidade/métodos , Engenharia TecidualRESUMO
ABSTRACT: Urinary bladder damages leading to few viable bladder tissue available might demand a challenging reconstructive surgery. In this context, biomaterials are valid alternatives for bladder reconstruction. This study evaluated the bovine tunica albuginea fragment as graft material for cystoplasty in rats and honey-preserved implant viability.Thirty Wistar rats were assigned to two groups: (1) a test group (T) with a circular 1.0-cm-diameterbovine tunica albuginea graft application in the apex region by a continuous absorbable (Polyglactin 910 5-0) suture with stitching of all bladder layers and (2) a simulation group (S) in which animals underwent only partial cystectomy. In addition, each of these groups was further divided into three subgroups according to euthanasia period on post-surgery day 7, 15 and 30.Two animals had self-limiting hematuria at postsurgical period. At necropsy, frequent crystals and adhesion to the peritoneum were observed. At the histopathological evaluation, animals from the T group euthanized by 15th postoperative day had layers disorganization and initial muscle development, while T group rats euthanized by 30th postoperative day showed complete urothelization. Urothelization pattern was similar in both groups. Moreover, the muscular layer formation was present in both groups, but more evident in S group animals. Nevertheless, inflammatory infiltrate and neovascularization were remarkably more intense in T group rats.It might be concluded that bovine tunica albuginea graft was successful in repairing rats' bladder, being a good biomaterial option in reconstructive urinary vesicle surgery.
RESUMO: Lesões na vesícula urinária que culminem em pouco tecido vesical viável podem demandar cirurgias reconstrutivas desafiadoras. Neste contexto, biomateriais são alternativas válidas para a reconstrução da bexiga. O objetivo deste trabalho foi avaliar a túnica albugínea bovina como material para enxerto na cistoplastia em ratos, assim como a viabilidade deste implante preservado em mel. Trinta ratos Wistar foram divididos em dois grupos: (1) um grupo teste (T), no qual os animais foram submetidos a cistectomia parcial seguida de cistoplastia com aplicação do enxerto circular com 1,0cm de diâmetro de túnica albugínea bovina na região do ápice com sutura absorvível (Poliglactina 910 5-0) em padrão contínuo englobando todas as camadas da bexiga; e (2) um grupo simulação (S), cujos ratos realizaram apenas cistectomia parcial. Além disso, cada grupo foi posteriormente dividido em três subgrupos de acordo com a data de eutanásia no dia 7, 15 ou 30 de pós-operatório.Dois animais apresentaram hematúria autolimitante no período de observação pós-operatória. Na necrópsia, notaram-se cristais frequentes e aderências entre bexiga e peritônio. Na avaliação histopatológica, animais do grupo T eutanasiados com 15 dias de pós-operatório apresentavam camadas vesicais desorganizadas e formação de musculatura inicial na bexiga, enquanto aqueles eutanasiados com 30 dias de cirurgia mostraram urotelização completa. O padrão de urotelização foi semelhante nos dois grupos. Além disso, a formação da camada muscular esteve presente em ambos os grupos, porém mais evidente nos animais do grupo S. No entanto, o infiltrado inflamatório bem como a neovascularização foram notavelmente mais intensos nos ratos do grupo T.Pode-se concluir que o enxerto de túnica albugínea bovina foi bem sucedido no reparo da vesícula urinária de ratos, demonstrando ser uma boa opção de biomaterial para cirurgias reconstrutivas da vesícula urinária.
RESUMO
Os objetivos deste estudo foram comparar três materiais bioativos a uma resina bulk fill convencional (controle), quanto à adesão bacteriana e alterações ópticas, quando expostos a solução corante e escovação simulada; como também, avaliar o esmalte adjacente a restaurações com esses materiais, quando submetidas ao envelhecimento térmico e a desafio cariogênico. Para determinação da adesão bacteriana (fase 1), foram confeccionadas 10 amostras de cada grupo: AB: Activa Bioactive Restorative (PulpdentTM Corporation, USA); BB: Beautifil Bulk (Shofu inc., Kyoto, Japan); EQ: Equia Forte (GC América Inc., Illinois, EUA) e FBC: Filtek Bulk Fill (3M ESPE, Saint Paul, Minessota, EUA 3M). Após a polimerização, as amostras foram armazenadas por 48h e então expostas a cepa padrão de Streptococcus mutans (UA 159) e determinado o número de unidades formadoras de colônia (UFC/ml). Foram então autoclavadas e submetidas diariamente a ciclos de pigmentação por café e escovação simulada, durante 30 dias, seguidos de uma segunda adesão bacteriana. Alterações de cor e translucidez foram avaliadas após esses ciclos. Os dados foram submetidos à ANOVA dois fatores e teste de Tukey (5%). Para avaliação do esmalte (fase 2), foram utilizadas as faces vestibulares e linguais de 50 terceiros molares humanos distribuídas aleatoriamente em 5 grupos (n=20): grupo EH: esmalte hígido (controle) e, 4 grupos que receberam preparos cavitários padronizados restaurados com os mesmos materiais utilizados na fase 1. Os espécimes foram expostos à termociclagem (10.000 ciclos) e desafio cariogênico. A microdureza do esmalte foi medida inicialmente, após termociclagem e após o desafio cariogênico. Os dados foram submetidos a ANOVA dois fatores de medidas repetidas e teste de Tukey (5%). Os resultados apresentaram diferenças estatisticamente significantes entre os grupos para as adesões bacterianas; sendo que na primeira, o grupo AB (6,2 log) apresentou o menor valor. Na segunda adesão, o grupo FBC manteve seu crescimento estável (7,5 log). Os grupos AB e EQ (9,4 e 9,2 log) apresentaram médias superiores as da primeira adesão (6,2 e 7,6 log respectivamente). O grupo BB (6,7 log) mostrou a menor adesão bacteriana. Diferenças na cor não foram estatisticamente significantes entre os grupos, no entanto, todos materiais mostraram alteração de cor perceptível (∆E> 2,7) após os ciclos de exposição ao café e escovação. A translucidez foi estatisticamente diferente entre os grupos, mas não foi influenciada pelos ciclos. A microdureza do esmalte diminuiu para todos os grupos após a termociclagem. Os grupos FBC e EH apresentaram as menores médias de microdureza (178,78/ 202,83 kgf); os grupos AB e BB (240,82/ 265,34 kgf), foram estatisticamente semelhantes; e o grupo EQ apresentou a maior média (274,18 kgf). Uma diminuição da microdureza aconteceu após o desafio cariogênico, exceto para o grupo EQ (244,73 kgf). Os grupos FBC e EH (117,18/ 112,97 kgf), não apresentaram diferenças estatísticas entre eles, com as menores médias de microdureza; e, os grupos BB e AB (211,32/ 171,14 kgf) apresentaram diferenças estatísticas em relação aos demais grupos. Podemos concluir que: os materiais bioativos interferiram na adesão bacteriana por Streptococcus mutans, e foram susceptíveis aos ciclos de pigmentação e escovação; a imersão no café e escovação simulada alteraram a cor, mas não a translucidez de todos os materiais; a termociclagem reduziu a dureza superficial do esmalte adjacente a todas as restaurações nesse estudo; e que, o desafio cariogêncio reduziu a dureza do esmalte exceto para o grupo EQ, que apresentou manutenção da sua dureza, mostrando seu potencial de influenciar a resistência do esmalte à desmineralização.
The aim of this study was to compare three bioactive materials to a conventional resin, regarding bacterial adhesion and optical changes, when exposed to dye solution and simulated brushing; as well as evaluate the enamel adjacent to restorations with these materials, when submitted to thermal aging and cariogenic challenge. To determine bacterial adhesion (phase 1), 10 samples of each material were prepared: AB: Activa Bioactive Restorative (Pulpdent™ Corporation, USA); BB: Beautifil Bulk (Shofu inc., Kyoto, Japan); EQ: Equia Forte (GC America Inc., Illinois, USA) and FBC: Filtek Bulk Fill (3M ESPE, Saint Paul, Minnesota, USA 3M). After 48 hours the samples were exposed to a standard strain of Streptococcus mutans (UA 159) and the number of colony forming units (CFU/ml) determined. They were then autoclaved and submitted daily to coffee pigmentation and simulated brushing cycles, for 30 days, followed by a second bacterial adhesion. Color and translucency changes were assessed after these cycles. Data were submitted to two-way ANOVA and Tukey test (5%). For enamel evaluation (phase 2), buccal and lingual surfaces of 50 human third molars were randomly distributed into 5 groups (n=20): EH group: sound enamel (control) and 4 groups that received standardized cavity preparations restored with the same materials in phase. Specimens were exposed to thermocycling (10,000 cycles) and cariogenic challenge. Enamel microhardness was measured initially, after thermocycling and after cariogenic challenge. Data were submitted to Two-way Repeated Measures ANOVA and Tukey test (5%). Bacterial adhesion results showed statistically significant differences among groups; in the first adhesion, AB group (6.2 log) presented the lowest bacterial growth. In the second one, group FBC maintained its growth (7.5 log). AB and EQ groups (9.3 log) presented higher growth than before the treatments (6.2 and 7.6 log respectively). BB group (6.7 log) showed the lowest bacterial adhesion. Color differences were not statistically significant among groups; however, noticeable color change (∆E> 2.7) was seen for all materials after the coffee and brushing cycles. Translucency was statistically different among the groups but was not influenced by the cycles. Enamel microhardness decreased for all groups after thermocycling. FBC group and EH group, showed the lowest microhardness averages (178.78/202.83 kgf); AB and BB groups (240.82/265.34 kgf) were statistically similar; and EQ group had the highest average (274.18 kgf). A decrease in microhardness occurred after the cariogenic challenge for all materials, except for the EQ group (244.73 kgf). FBC and EH groups (117.18/112.97 kgf) did not present statistical differences between them, showing the lowest microhardness averages; and, groups BB and AB (211.32/ 171.14 kgf), were statistically different to the other groups. We can conclude that: bioactive materials interfered with bacterial adhesion by Streptococcus mutans, and were susceptible to pigmentation and brushing cycles; immersion in coffee and simulated brushing changed color, but not translucency for all materials; thermocycling reduced surface hardness of the enamel adjacent to all restorations in this study; and that cariogenic challenge also reduced enamel hardness, except for the EQ group, which maintained its hardness, showing its potential to influence enamel resistance demineralization.
Assuntos
Humanos , Streptococcus mutans , Remineralização Dentária , Materiais Biocompatíveis , Cárie Dentária , Resinas Sintéticas , Pigmentação , Análise de Variância , CorRESUMO
O presente estudo teve como objetivo avaliar, in vitro, as propriedades de superfície, colonização microbiológica e atividade antifúngica e antimicrobiana de espécimes confeccionados a partir de fotopolímeros para manufatura aditiva e resina acrílica autopolimerizante. A amostra foi composta por um total de 315 corpos de prova, alocados em três grupos (n=105): grupo controle (GC), confeccionado em acrílico autopolimerizante; e grupos experimentais constituídos por fotopolímeros de impressão 3D nas resoluções de 50µm (GE 50) e 100µm (GE 100). As características e rugosidade de superfície foram avaliadas através de microscópio eletrônico de varredura (MEV) e rugosímetro óptico, respectivamente. A análise microbiológica foi realizada, em triplicata, a partir dos parâmetros de biomassa, matriz extracelular e atividade metabólica do biofilme formado pelos microrganismos Streptococcus mutans e Candida albicans. Em seguida, a atividade antifúngica e antimicrobiana do fotopolímero em seu estado líquido, não polimerizado, foi avaliada durante o período de 48 horas pós incubação. A análise estatística foi realizada no programa SPSS por meio da análise de variância (ANOVA) seguida dos pós testes de Tukey e Dunnett (ï¡=0,05). A análise das ultramicrografias, obtidas em MEV, mostraram uma superfície mais irregular nos grupos experimentais (GE-50 e GE-100). Os resultados da análise de rugosidade superficial indicaram que o GC se apresentou menor rugosidade superficial em relação a ambos os grupos experimentais, porém quanto a R3z, houve diferença significativa apenas entre os grupos GC e GE-100 (P<0,05). O GC apresentou maior produção de biomassa e matriz extracelular tanto para S. mutans quanto para C. albicans (P<0,05). Observou-se, também, maior atividade metabólica no GC para S mutans (P<0,05). Não houve diferença dos grupos experimentais entre si (P>0,05). A resina para manufatura aditiva utilizada neste estudo demonstrou potencial para inibir o crescimento microbiano em seu estado líquido não diluído, por um período de 48h. Embora resinas para manufatura aditiva impressas em resoluções de 50 e 100µm apresentem maior rugosidade superficial e alterações de superfície, apontam menor crescimento microbiológico quando comparadas à resina autopolimerizante, indicando potencial antimicrobiano das resinas para manufatura aditiva. (AU)
This study aimed to evaluate, in vitro, the surface properties, microbiological colonization and antifungal and antimicrobial activity of specimens made from photopolymers for additive manufacturing and self- curing acrylic resin. The sample consisted of a total of 315 specimens, divided into three groups (n=105): control group (CG), made of self-curing acrylic; and experimental groups consisting of 3D printing photopolymers at resolutions of 50µm (GE 50) and 100µm (GE 100). Surface characteristics and roughness were evaluated using a scanning electron microscope (SEM) and optical rugosimeter, respectively. The microbiological analysis was performed, in triplicate, from the parameters of biomass, extracellular matrix and metabolic activity of the biofilm formed by the microorganisms Streptococcus mutans and Candidaalbicans. Then, the antifungal and antimicrobial activity of the photopolymer in its liquid, unpolymerized state was evaluated during a period of 48 hours after incubation. Statistical analysis was performed using the SPSS program using analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey and Dunnett post tests ( =0.05). The analysis of ultramicrographs, obtained by SEM, showed a more irregular surface in the experimental groups (GE-50 and GE-100). The results of the analysis of surface roughness indicated that the GC had lower surface roughness in relation to both experimental groups, but as for R3z, there was a significant difference only between the GC and GE- 100 groups (P<0.05). The GC showed higher biomass and extracellular matrix production for both S. mutans and C. albicans (P<0.05). A higher metabolic activity was also observed in the GC for S mutans (P<0.05). There was no difference between the experimental groups (P>0.05). The additive manufacturing resin used in this study demonstrated the potential to inhibit microbial growth in its undiluted liquid state for a period of 48 hours. Although resins for additive manufacturing printed at resolutions of 50 and 100µm have greater surface roughness and surface alterations, they point to lower microbiological growth when compared to self-curing resin, indicating an antimicrobial potential of resins for additive manufacturing. (AU)
Assuntos
Propriedades de Superfície , Resinas Acrílicas , Técnicas Microbiológicas , Técnicas In Vitro , Microscopia Eletrônica de Varredura , Grupos Controle , EstereolitografiaRESUMO
O cimento de aluminato de cálcio (CAC) tem se tornado um biomaterial de destaque para a neoformação óssea devido às suas propriedades físicas, mecânicas e biocompatibilidade, além de possuir coeficiente de expansão térmica similar ao osso humano. O objetivo neste trabalho foi avaliar o potencial de regeneração óssea de scaffolds à base de CAC, incorporados ou não com células mesenquimais (MSC) em defeitos ósseos realizados em fêmures de ratos. Foram produzidos 48 scaffolds de CAC e suas blendas fosfato tricálcico (FOSF), óxido de zinco (ZNO) e zircônia (ZIRC), sendo que metade destes foram incorporados com MSC. Vinte e três ratos Wistar foram utilizados, sendo 03 para isolamento das MSC e 20 para confecção de defeitos ósseos em ambos os fêmures. Estes, receberam scaffolds do mesmo material incorporados com MSC do lado esquerdo e não incorporados do lado direito (n=5); e foram eutanasiados 21 dias após o procedimento cirúrgico.Na análise dos scaffolds por microscopia eletrônica de varredura foram verificadas estruturas com poros abertos e interconectados, além de adesão celular em todos os grupos.Na análise histológica, foi observado que todos os grupos apresentaram trabéculas ósseas neoformadas, entremeadas por células da medula óssea e tecido conjuntivo. Na histomorfometria, para os scaffolds não incorporados com MSC, observou-se que o grupo ZIRC apresentou maior neoformação óssea e nos scaffolds incorporados com MSC, o grupo FOSF demonstrou melhores resultados, ambos exibindo diferença estatística para os demais grupos (p<0,05). Na análise intragrupos, todos os grupos exibiram maior neoformação óssea quando incorporados com MSC, exceto o grupo ZIRC, único que apresentou melhores resultados quando não incorporado com MSC. Concluiu-se que scaffolds da blenda ZIRC promovem maior neoformação óssea, porém, quando estes são incorporados com MSC, a blenda FOSF exibe os melhores resultados. A incorporação de MSC influenciou positivamente a neoformação óssea, exceto na blenda ZIRC. Concluiu-se ainda que, dentre todos os grupos, o ZIRC sem células e o FOSF com células mostraram-se mais promissores na neoformação óssea, sem diferença estatística entre eles (p<0,05)(AU)
Calcium aluminate cement (CAC) has become a prominent biomaterial for bone neoformation due to its physical, mechanical and biocompatibility properties, in addition to having a coefficient of thermal expansion similar to human bone. The objective of this work was to evaluate the bone regeneration potential of scaffolds based on CAC, incorporated or not with mesenchymal cells (MSC) in bone defects performed in rat femurs. 48 CAC scaffolds and their tricalcium phosphate (FOSF), zinc oxide (ZNO) and zirconia (ZIRC) blends were produced, half of which were incorporated with MSC.Twenty three Wistar rats were used, being 03 for isolation of MSC and 20 for making bone defects in both femurs. These received scaffolds of the same material incorporated with MSC on the left side and not incorporated on the right side (n = 5); and were euthanized 21 days after the surgical procedure. In the analysis of the scaffolds by scanning electron microscopy, structures with open and interconnected pores were verified, in addition to cell adhesion in all groups. In the histological analysis, it was observed that all groups presented bone trabeculae. neoformed, interspersed with bone marrow cells and connective tissue. In histomorphometry, for the scaffolds not incorporated with MSC, it was observed that the ZIRC group showed greater bone neoformation and in the scaffolds incorporated with MSC, the FOSF group demonstrated better results, both showing statistical difference for the other groups (p <0.05). In the intragroup analysis, all groups exhibited greater bone neoformation when incorporated with MSC, except for the ZIRC group, the only one that showed better results when not incorporated with MSC. It was concluded that scaffolds from the ZIRC blend promote greater bone neoformation, however, when these are incorporated with MSC, the FOSF blend exhibits the best results. The incorporation of MSC positively influenced bone neoformation, except in the ZIRC blend. It was also concluded that, among all groups, ZIRC without cells and FOSF with cells were more promising in bone neoformation, with no statistical difference between them (p <0.05)(AU)
Assuntos
Regeneração Óssea/fisiologia , Materiais Biocompatíveis/administração & dosagem , Células-Tronco Mesenquimais/patologiaRESUMO
Traumatic brain injury (TBI) is the leading cause of disability and mortality in children and young adults and has a profound impact on the socio-economic wellbeing of patients and their families. Initially, brain damage is caused by mechanical stress-induced axonal injury and vascular dysfunction, which can include hemorrhage, blood-brain barrier disruption, and ischemia. Subsequent neuronal degeneration, chronic inflammation, demyelination, oxidative stress, and the spread of excitotoxicity can further aggravate disease pathology. Thus, TBI treatment requires prompt intervention to protect against neuronal and vascular degeneration. Rapid advances in the field of stem cells (SCs) have revolutionized the prospect of repairing brain function following TBI. However, more than that, SCs can contribute substantially to our knowledge of this multifaced pathology. Research, based on human induced pluripotent SCs (hiPSCs) can help decode the molecular pathways of degeneration and recovery of neuronal and glial function, which makes these cells valuable tools for drug screening. Additionally, experimental approaches that include hiPSC-derived engineered tissues (brain organoids and bio-printed constructs) and biomaterials represent a step forward for the field of regenerative medicine since they provide a more suitable microenvironment that enhances cell survival and grafting success. In this review, we highlight the important role of hiPSCs in better understanding the molecular pathways of TBI-related pathology and in developing novel therapeutic approaches, building on where we are at present. We summarize some of the most relevant findings for regenerative therapies using biomaterials and outline key challenges for TBI treatments that remain to be addressed.
RESUMO
A engenharia de tecidos caracteriza-se como ciência interdisciplinar, a qual vem desenvolvendo biomateriais para a regeneração do tecido ósseo no âmbito das medicinas humana e veterinária. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a regeneração óssea obtida da aplicação do hidrogel de quitosana associado ao glicerol fosfato em falha óssea experimentalmente induzida no rádio de coelhos. Foram utilizados 15 coelhos adultos, distribuídos aleatoriamente em dois grupos, representados por cada um dos rádios de cada animal, sendo um grupo tratado com hidrogel de quitosana associado ao glicerol fosfato (grupo biomaterial - GB) e um grupo que não recebeu tratamento com o biomaterial (grupo controle - GC). Os animais foram avaliados radiograficamente, por densitometria óptica e análise histológica, nos períodos 30, 60 e 90 dias pós-operatórios. Houve superioridade estatística na média geral das avaliações radiográficas do GB (2,33±0,48) sobre o GC (1,77±0,06). As médias gerais de avaliação densitométrica do GB foram superiores às do GC, sendo 6,207±1,374 e 5,71±1,512, respectivamente. A avaliação histopatológica do GB foi superior à do GC nos períodos de 30, 60 e 90 dias. Assim, é possível afirmar que o hidrogel de quitosana constitui biomaterial de características desejáveis, promovendo consolidação óssea mais rápida e eficiente, sem causar reações adversas.(AU)
Tissue engineering is an interdisciplinary science that has been developing biomaterials for bone regeneration in medicine and veterinary medicine, following an imminent need. The aim of this study was to evaluate bone regeneration after use of chitosan hydrogel associated with glycerol phosphate in experimentally induced bone gap in the radius of rabbits. Fifteen adult rabbits were randomly distributed in two experimental groups, represented by each radius of every single animal. The animals in the Biomaterial Group (GB) were treated with a glycerol phosphate-associated chitosan hydrogel and in the Control Group (GC) they received no treatment with the biomaterial. The animals were evaluated clinically, radiographically, histologically and by optic densitometry at 30, 60 and 90 days postoperatively. There was statistical superiority in the general average of the radiographic estimates of GB (2.33 ± 0.48) over the CG (1.77 ± 0.06). The general averages of GB densitometric evaluation were higher than the CG, being 6.207 ± 1.374 and 5.71 ± 1.512, respectively. Histopathological evaluation of GB was superior to CG in periods of 30, 60 and 90 days. Chitosan hydrogel constitutes a biomaterial of desired characteristics, promoting faster and more efficient bone repair when compared to GC.(AU)
Assuntos
Animais , Coelhos , Fraturas do Rádio/veterinária , Materiais Biocompatíveis/análise , Regeneração Óssea/efeitos dos fármacos , Quitosana/uso terapêutico , Glicerofosfatos/uso terapêuticoRESUMO
A não união óssea é uma complicação ortopédica que ocorre normalmente devido à instabilidade da fratura em decorrência de uma escolha de fixação inadequada ou inapropriada, suprimento sanguíneo deficiente, osteomielite e afastamento excessivo dos fragmentos; sendo mais comumente em cães de raças pequenas e miniatura; e de maior ocorrência em regiões distais de rádio, ulna, tíbia e fíbula. Este trabalho relata a utilização da associação entre Hidroxiapatita e Plasma Rico em Plaqueta no tratamento de uma não união óssea de rádio e ulna e esclarece os benefícios desses biomateriais no processo de regeneração do tecido ósseo. O presente trabalho tem por objetivo relatar o caso de um canino com não união óssea de rádio/ulna devido ao alinhamento inadequado dos fragmentos ósseos no tratamento conservador com bandagem, proporcionando instabilidade do foco da fratura. O tratamento cirúrgico consistiu na colocação de uma placa óssea e enxertia com Hidroxiapatita e Plasma Rico em Plaqueta para melhor regeneração óssea. A utilização de tais biomateriais no tratamento da não união foi benéfica para a formação do calo ósseo primário, não produzindo efeitos adversos para o paciente. A partir desse resultado pode-se concluir que, a utilização desses biomateriais e enxertia precisa ser mais bem estudada e aprimorada na reparação óssea de uma não união, visto que, a aplicabilidade dessa associação mostrou-se um método eficiente, não apresentando sinais de infecção e nem evidência de rejeição.(AU)
Bone nonunion is an orthopedic complication that usually occurs due to fracture instability as a result of an inadequate or inappropriate choice of fixation, deficient blood supply, osteomyelitis, and excessive removal of fragments; which is more commonly seen in small and miniature breeds; and more frequent in the distal regions of radius, ulna, tibia, and fibula. This paper reports on the use of the association between Hydroxyapatite and Platelet-Rich Plasma in the treatment of a radius and ulna nonunion and clarifies the benefits of these biomaterials in the bone tissue regeneration process. This study reports the case of a dog presenting nonunion of radius and ulna bone due to inadequate alignment of bone fragments in a conservative treatment with bandage, providing instability of the fracture focus. The surgical treatment consisted of placing a bone plate and grafting with Hydroxyapatite and Platelet-Rich Plasma for better bone regeneration. The use of such biomaterials in the treatment of nonunion injuries was beneficial for the formation of the primary bone callus, without producing adverse effects for the patient. From this result, it can be concluded that the use of these biomaterials and grafting needs to be further studied and improved for use in bone repair of nonunion cases, since the applicability of this association proved to be an efficient method, with no signs of infection or evidence of rejection.(AU)
Ausencia de unión ósea es uma complicación ortopédica que normalmente ocurre debido a la instabilidade de la fractura como resultado de uma elección de fijación inadecuada o inapropriada, aporte sanguíneo deficiente, osteomielitis y remoción excessiva de fragmentos; que se observa com mayor frecuencia en perros de razas pequeñas y miniaturas; y más frecuente em regiones distales de radio, cúbito, tíbia y peroné. Este artículo informa sobre el uso de la asociación de Hidroxiapatita y Plasma rico en plaqueta en el tratamiento de ausencia de unión del radio e el cúbito, y aclara los benefícios de esos biomateriales en el processo de regeneración del tejido ósseo. Esa investigación ha tenido como objetivo reportar el caso de un perro sin unión de radio / cúbito por alineación inadecuada de fragmentos óseos en tratamiento conservador con vendaje, proporcionando inestabilidad del foco de la fractura. El tratamiento quirúrgico consistió en la colocación de una placa ósea e injerto con Hidroxiapatita y Plasma rico en plaqueta para uma mejor regeneración ósea. El uso de tales biomateriales en el tratamiento de ausencia de unión ha sido beneficioso para la formación del callo óseo primario, sin producir efectos adversos para el paciente. A partir de ese resultado se puede concluir que, el uso de esos biomateriales e injertos necesitan ser mejor estudiado y mejorado en la reparación de ausencia ósea, ya que la aplicabilidad de esa asociación demostró ser um método eficaz, sin presentar signos de infección y evidencia de rechazo.(AU)
