Fibra de carbono ativada: avaliação das interações biológicas in vitro / Activated carbon fiber: evaluation of biological interactions in vitro

Devido a constante necessidade de desenvolver materiais biocompatíveis com propriedades osteocondutores e osteoindutoras, a presente tese conta com o desenvolvimento de dois estudos in vitro com fibra de carbono obtida a partir de fibra PAN têxtil, incorporada com diferentes íons de metais, na osteogênese com vistas à compreensão das necessidades da engenharia tecidual no desenvolvimento desse biomaterial com adequadas propriedades biológicas. As células foram obtidas dos fêmures de 09 ratos machos adultos (Wistar) pesando 300g, com 90 dias.Estudo 1: A partir da preparação da fibras foram obtidos corpos de prova de 4 mm de diâmetro e 2 mm de altura, dos seguintes grupos: fibra de carbono não ativada (FCNA), fibra carbono ativada (FCA) e fibra carbono ativada com prata (FCAAg). Após plaqueamento (n=5) em meio suplementado (MTS) e meio suplementado osteogênico (MTSO) foram analisados: viabilidade celular, conteúdo de proteína total (PT), atividade de fosfatase alcalina (ALP), interaçãocelular e formação de nódulos de mineralização. Foi avaliada a formação de biofilme nos corpos de prova, utilizando cepas de S. aureus, P. aeruginosa e E. coli. Na viabilidade celular, houve diferença estatística entre grupo controle celular (C) e FCA-MTS, FCAAg-MTS e FCAAg-MTSO. Em PT, não houvediferença, na ALP houve diferença entre C-MTS e as fibras, C-MTSO se mostrou semelhante. Em nódulos, houve diferença entre C-MTS e C-MTSO e as fibras do MTSO. Houve redução de formação de biofilme do S. aureus na FCAAg.Estudo 2: Foram obtidos corpos de prova da mesma dimensão do estudo 1 (n=5) dos seguintes grupos: fibra carbono ativada com prata (FCAAg), fibra carbono ativada com ouro (FCAAu), fibra carbono ativada com cobre (FCACu), fibra carbono ativada com paládio (FCAPd) e fibra carbono ativada com platina (FCAPt). Foram quantificadas a proliferação celular, viabilidade celular, formação de nódulos de mineralização, conteúdo de PT e ALP. Todas as amostras mostraram-se semelhantes quanto a proliferação celular, com exceção do grupo FCAAg comparado ao grupo controle (C). Sobre viabilidade celular, C obteve maior viabilidade que os outros grupos, e FCA obteve maior taxa que os grupos FCAAg, FCACu, FCAPt, sendo semelhante aos grupos FCAAu e FCAPd. Já os grupos FCAAu e FCAPd apresentaram diferença aos grupos FCAAg e FCACu. Na análise de expressão de PT apenas houve diferença entre FCA e FCAAu, sendo FCAAu com menor expressão de produção de PT. Na avaliação da ALP os grupos FCAAg e FACu mostraram diferença estatística e inferior com os grupos C, FCAAu, FCAPd e FCAPt, além disso, o grupo FCA mostrou menor taxa que C.Conclusões: As fibras utilizadas de base para a incorporação dos íons demonstraram grande potencial para uso como scaffold para reparação óssea, isso porque em ambos os estudos, na forma ativada e não ativada, as fibras apresentaram viabilidade celular e quantificação de cálcio satisfatórias. Sendo a versão não ativada mais econômica no que diz respeito ao tempo e custo de preparação. Mais estudos devem ser empregados a fim de assegurar sua segurança clínica em relação à citotoxicidade da incorporação de íons de ouro e paládio.(AU)

Due to the constant need to develop biocompatible materials with osteoconductive and osteoinductive properties, this thesis involves the development of two in vitro studies with carbon fiber obtained from textile PAN fiber, incorporated with different metal ions, in osteogenesis with a view to understanding the needs of tissue engineering in the development of this biomaterial with adequate biological properties. The cells were obtained from the femurs of 9 adult male rats (Wistar) weighing 300g, aged 90 days. Study 1: From the fiber preparation, specimens measuring 4 mm in diameter and 2 mm in height were obtained from the following groups: non-activated carbon fiber (FCNA), activated carbon fiber (FCA) and silver-activated carbon fiber (FCAAg). After plating (n=5) in supplemented medium (MTS) and supplemented osteogenic medium (MTSO), cell viability, total protein content (PT), alkaline phosphatase (ALP) activity, cell interaction and formation of mineralization nodules were analyzed. . Biofilm formation was evaluated in the specimens, using strains of S. aureus, P. aeruginosa and E. coli. In cell viability, there was a statistical difference between the cell control group (C) and FCAMTS, FCAAg-MTS and FCAAg-MTSO. In PT, there was no difference, in ALP there was a difference between C-MTS and fibers, C-MTSO was similar. In nodules, there was a difference between C-MTS and C-MTSO and MTSO fibers. There was a reduction in S. aureus biofilm formation on FCAAg. Study 2: Specimens of the same size as in study 1 (n=5) were obtained from the following groups: carbon fiber activated with silver (FCAAg), carbon fiber activated with gold (FCAAu), carbon fiber activated with copper (FCACu), palladium-activated carbon fiber (FCAPd) and platinum-activated carbon fiber (FCAPt). Cell proliferation, cell viability, formation of mineralization nodules, PT and ALP content were quantified. All samples were similar in terms of cell proliferation, with the exception of the FCAAg group compared to the control group (C). Regarding cell viability, C obtained higher viability than the other groups, and FCA obtained a higher rate than the FCAAg, FCACu, FCAPt groups, being similar to the FCAAu and FCAPd groups. The FCAAu and FCAPd groups showed differences to the FCAAg and FCACu groups. In the analysis of PT expression, there was only a difference between FCA and FCAAu, with FCAAu having lower expression of PT production. In the ALP assessment, the FCAAg and FACu groups showed a lower statistical difference compared to the C, FCAAu, FCAPd and FCAPt groups, in addition, the FCA group showed a lower rate than C. Conclusions: The fibers used as the basis for the incorporation of ions demonstrated great potential for use as a scaffold for bone repair, because in both studies, in activated and non-activated form, the fibers showed satisfactory cell viability and calcium quantification. The non-activated version is moreeconomical in terms of preparation time and cost. More studies must be carried out to ensure its clinical safety in relation to the cytotoxicity of the incorporation of gold and palladium ions. (AU)

Análise comparativa de novos compósitos a base de polímero associado a diferentes vidros bioativos: estudo in vitro e in vivo / Comparative analysis of novel polymer-based composites associated with different bioactive glasses: in vitro and in vivo study

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)

Efeito biológico do laser de baixa intensidade em osteoblastos cultivados na superfície de arcabouços poliméricos tridimensionais / Biological effect of low-intensity laser on osteoblasts cultured on the surface of three-dimensional polymeric scaffolds

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).

Automated Assessment of Cell Infiltration and Removal in Decellularized Scaffolds - Experimental Study in Rabbits / Avaliação automatizada da infiltração e remoção celular em scaffolds descelularizados - Estudo experimental em coelhos

Abstract Objective Semiquantitative and automated measurement of nuclear material removal and cell infiltration in decellularized tendon scaffolds (DTSs). Method 16 pure New Zealand rabbits were used, and the gastrocnemius muscle tendon was collected bilaterally from half of these animals (16 tendons collected); 4 were kept as control and 12 were submitted to the decellularization protocol (DTS). Eight of the DTSs were used as an in vivo implant in the experimental rotator cuff tear (RCT) model, and the rest, as well as the controls, were used in the semiquantitative and automated evaluation of nuclear material removal. The eight additional rabbits were used to make the experimental model of RCT and subsequent evaluation of cellular infiltration after 2 or 8 weeks, within the DTS. Results The semiquantitative and automated analysis used demonstrated a removal of 79% of nuclear material (p< 0.001 and power > 99%) and a decrease of 88% (p < 0.001 and power >99%) in the area occupied by nuclear material after the decellularization protocol. On cell infiltration in DTS, an increase of 256% (p < 0.001 and power >99%) in the number of cells within the DTS was observed in the comparison between 2 and 8 weeks postoperatively. Conclusion The proposed semiquantitative and automated measurement method was able to objectively measure the removal of nuclear material and cell infiltration in DTS.

Resumo Objetivo Mensuração semiquantitativa e automatizada da remoção de material nuclear e da infiltração celular em scaffolds tendinosos descelularizados (STDs). Método Foram utilizados 16 coelhos Nova Zelândia puros, sendo o tendão do músculo gastrocnêmio coletado bilateralmente de metade destes animais (16 tendões coletados); 4 foram mantidos como controle e 12 foram submetidos ao protocolo de descelularização (STD). Dos STDs, 8 foram utilizados como implante in vivo no modelo experimental de lesão do manguito rotador (LMR) e os restantes, assim como os controles, foram utilizados na avaliação semiquantitativa e automatizada da remoção de material nuclear. Os oito coelhos adicionais foram utilizados na confecção do modelo experimental de LMR e posterior avaliação da infiltração celular após 2 ou 8 semanas, dentro do STD. Resultados A análise semiquantitativa e automatizada utilizada demonstrou uma remoção de 79% do material nuclear (p< 0,001 e poder > 99%) e uma diminuição de 88% (p< 0,001 e poder > 99%) na área ocupada por material nuclear após o protocolo de descelularização. Sobre a infiltração celular no STD, foi observado um aumento de 256% (p< 0,001 e poder > 99%) no número de células dentro do STD na comparação entre 2 e 8 semanas de pós-operatório. Conclusão O método de mensuração semiquantitativo e automatizado proposto foi capaz de mensurar objetivamente a remoção de material nuclear e a infiltração celular no STD.

Perspectivas atuais da Engenharia de Tecidos da articulação temporomandibular / Perspectivas Actuales de la Ingeniería de Tejidos para la Articulación Temporomandibular / Current Perspectives of Tissue Engineering for the Temporomandibular Joint

Introdução: As limitações das terapias atuais para doenças degenerativas da articulação temporomandibular (ATM) levaram ao aumento do interesse em estratégias regenerativas. A engenharia de tecidos (ET), combinando células-tronco, arcabouços e fatores de crescimento, pode fornecer uma substituição biológica funcional e permanente das estruturas da ATM, além de prevenir o avanço de doenças degenerativas. Objetivo: Este artigo descreve as perspectivas atuais da ET das estruturas da ATM em modelos animais. Metodologia: As abordagens da ET foram categorizadas de acordo com as estruturas primárias da ATM: 1) o disco articular, 2) o côndilo mandibular e 3) a fossa glenóide e eminência articular. Resultados: As áreas com a maior quantidade de estudos são o côndilo mandibular e disco articular, em estudos que abordam o uso de arcabouços tridimensionais, de origem sintética e/ou natural, podendo ou não estar associados a células tronco (diferenciadas ou não) e a fatores de crescimento. Conclusão: A ET da ATM ainda é uma área relativamente nova, em desenvolvimento e em constante avanço. Os avanços tecnológicos desenvolvidos nessa área têm o potencial de auxiliar no desenvolvimento de terapias mais eficientes e menos invasivos... (AU)

Introducción: Las limitaciones de las terapias actuales para las enfermedades degenerativas de la articulación temporomandibular (ATM) han llevado a un mayor interés en las estrategias regenerativas. La ingeniería de tejidos, que combina células, andamios y factores de crecimiento, puede proporcionar un reemplazo biológico funcional y permanente de las estructuras de la ATM, además de prevenir el avance de enfermedades degenerativas. Objetivo: Este artículo describe las perspectivas actuales de la ingeniería de tecidos de las estructuras de la ATM en modelos animales. Metodología: Los enfoques de ingeniería de tejidos se clasificaron según las estructuras primarias de la ATM: 1) el disco articular, 2) el cóndilo mandibular y 3) la fosa glenoidea y la eminencia articular. Resultados: Las áreas con mayor número de estudios son el cóndilo mandibular y el disco articular, en estudios que abordan el uso de estructuras tridimensionales, de origen sintético y/o natural, que pueden o no estar asociadas a células (diferenciadas o no) y con factores de crecimiento. Conclusión: La ingeniería de tejidos de la ATM es todavía un área relativamente nueva, en desarrollo y em constante avance. Los avances tecnológicos desarrollados en esta área tienen el potencial de ayudar en el desarrollo de terapias más eficientes y menos invasivas... (AU)

Introduction: The limitations of current therapies for degenerative diseases of the temporomandibular joint (TMJ) have led to increased interest in regenerative strategies. Tissue engineering (TE), combining stem cells, scaffolds, and growth factors, can provide a functional and permanent biological replacement of TMJ structures, in addition to preventing the advancement of degenerative diseases. Aim: This article describes current TE perspectives of TMJ structures in animal models. Methods: TE approaches were categorized according to the primary TMJ structures: 1) the articular disc, 2) the mandibular condyle, and 3) the glenoid fossa and articular eminence. Results: The areas with the greatest number of studies are the mandibular condyle and articular disc, in studies that address the use of three-dimensional scaffolds, of synthetic and/or natural origin, which may or may not be associated with stem cells (differentiated or not) and with growth factors. Conclusion: TE of the TMJ is still a relatively new, developing, and constantly advancing area. The technological advances developed in this area have the potential to assist in the development of more efficient and less invasive therapies... (AU)

Perspectivas atuais da engenharia de tecidos da articulação temporomandibular / Perspectivas Actuales de la Ingeniería de Tejidos para la Articulación Temporomandibular / Current Perspectives of Tissue Engineering for the Temporomandibular Joint

Introdução: As limitações das terapias atuais para doenças degenerativas da articulação temporomandibular (ATM) levaram ao aumento do interesse em estratégias regenerativas. A engenharia de tecidos (ET), combinando células-tronco, arcabouços e fatores de crescimento, pode fornecer uma substituição biológica funcional e permanente das estruturas da ATM, além de prevenir o avanço de doenças degenerativas. Objetivo: Este artigo descreve as perspectivas atuais da ET das estruturas da ATM em modelos animais. Metodologia: As abordagens da ET foram categorizadas de acordo com as estruturas primárias da ATM: 1) o disco articular, 2) o côndilo mandibular e 3) a fossa glenóide e eminência articular. Resultados: As áreas com a maior quantidade de estudos são o côndilo mandibular e disco articular, em estudos que abordam o uso de arcabouços tridimensionais, de origem sintética e/ou natural, podendo ou não estar associados a células tronco (diferenciadas ou não) e a fatores de crescimento. Conclusão: A ET da ATM ainda é uma área relativamente nova, em desenvolvimento e em constante avanço. Os avanços tecnológicos desenvolvidos nessa área têm o potencial de auxiliar no desenvolvimento de terapias mais eficientes e menos invasivos... (AU)

Introducción: Las limitaciones de las terapias actuales para las enfermedades degenerativas de la articulación temporomandibular (ATM) han llevado a un mayor interés en las estrategias regenerativas. La ingeniería de tejidos, que combina células, andamios y factores de crecimiento, puede proporcionar un reemplazo biológico funcional y permanente de las estructuras de la ATM, además de prevenir el avance de enfermedades degenerativas. Objetivo: Este artículo describe las perspectivas actuales de la ingeniería de tecidos de las estructuras de la ATM en modelos animales. Metodología: Los enfoques de ingeniería de tejidos se clasificaron según las estructuras primarias de la ATM: 1) el disco articular, 2) el cóndilo mandibular y 3) la fosa glenoidea y la eminencia articular. Resultados: Las áreas con mayor número de estudios son el cóndilo mandibular y el disco articular, en estudios que abordan el uso de estructuras tridimensionales, de origen sintético y/o natural, que pueden o no estar asociadas a células (diferenciadas o no) y con factores de crecimiento. Conclusión: La ingeniería de tejidos de la ATM es todavía un área relativamente nueva, en desarrollo y en constante avance. Los avances tecnológicos desarrollados en esta área tienen el potencial de ayudar en el desarrollo de terapias más eficientes y menos invasivas... (AU)

Introduction: The limitations of current therapies for degenerative diseases of the temporomandibular joint (TMJ) have led to increased interest in regenerative strategies. Tissue engineering (TE), combining stem cells, scaffolds, and growth factors, can provide a functional and permanent biological replacement of TMJ structures, in addition to preventing the advancement of degenerative diseases. Aim: This article describes current TE perspectives of TMJ structures in animal models. Methods: TE approaches were categorized according to the primary TMJ structures: 1) the articular disc, 2) the mandibular condyle, and 3) the glenoid fossa and articular eminence. Results: The areas with the greatest number of studies are the mandibular condyle and articular disc, in studies that address the use of three-dimensional scaffolds, of synthetic and/ or natural origin, which may or may not be associated with stem cells (differentiated or not) and with growth factors. Conclusion: TE of the TMJ is still a relatively new, developing, and constantly advancing area. The technological advances developed in this area have the potential to assist in the development of more efficient and less invasive therapies... (AU)

Fibra de carbono: caracterização e avaliação da resposta inflamatória e toxicidade em ratos / Carbon Fiber from PAN textile fIibers: characterization and evaluation of the inflammatory response and toxicity in rat

Este estudo teve como objetivo avaliar a Fibra de Carbono obtida a partir da fibra PAN têxtil e de fibra de algodão, nas suas diferentes formas de apresentação: Feltro Fibra de Carbono Não Ativado (FFCNA), Feltro Fibra de Carbono Ativado (FFCA), Feltro de Fibra de Carbono Ativado com Prata (FFCAAg) e Tecido Fibra de Carbono Ativado (TFCA), com vistas à obtenção de scaffolds como potencial material com propriedades relativas à enxerto ósseo sintético. Foram realizados testes de caracterização: molhabilidade de superfície, ensaio de tração, ensaio de intumescimento e testes in vivo: avaliação da resposta inflamatória pela implantação dos materiais no tecido subcutâneo de quatorze ratos Wistar, avaliação das fibras colágenas pela coloração Picrosirius Red e avaliação da toxicidade nos seguintes órgãos: coração, baço, fígado e rim. No teste de molhabilidade, FFCNA e TFCA se mostraram hidrofóbicos (ɵ124º e 114º), FFCA e FFCAAg hidrofílicos. Para tensão máxima FFCA se apresentou mais resistente (2.983 ± 1.059). No ensaio de intumescimento os grupos FFCAAg e FFCA se mostraram com maior porcentagem de absorção para a solução PBS e água destilada. Os animais não apresentaram sinais clínicos de intoxicação. Os órgãos não apresentaram sinais de toxicidade sistêmica aguda. As regiões dos implantes apresentaram infiltrado inflamatório de leve a moderado em 7 e 21 dias. Apenas o grupo TFCA não apresentou maturação de fibras colágenas tipo I em 21 dias. Por meio das análises relizadas constatou-se que o TFCA se apresentou hidrofóbico, pouco resistente a tração e baixo potencial para maturação de fibras colágenas. Portanto o TFCA mostra-se com pouco potencial para ser indicado como possível scaffold para engenharia tecidual óssea. Conclui-se que FFCNA, FFCA e FFCAAg, possuem potencial para serem consideradas scaffolds, devido as seguintes características que foram apresentadas: boa taxa de absorção, hidrofilicidade e atóxicas. (AU)

This study aimed to evaluate the Carbon Fiber obtained from PAN textile fiber and cotton fiber, in its different forms of presentation: Non-Activated Carbon Fiber Felt (FFCNA), Activated Carbon Fiber Felt (FFCA), Activated Carbon Fiber with Silver (FFCAAg) and Activated Carbon Fiber Tissue (TFCA), with a view to obtaining scaffolds as a potential material with properties related to synthetic bone graft. Characterization tests were performed: surface wettability, traction test, swelling test and in vivo tests: evaluation of the inflammatory response by implanting the materials in the subcutaneous tissue of fourteen Wistar rats, evaluation of collagen fibers by Picrosirius Red staining and evaluation of toxicity in the following organs: heart, spleen, liver and kidney. In the wettability test, FFCNA and TFCA were hydrophobic (ɵ124º and 114º), FFCA and FFCAAg were hydrophilic. For maximum stress FFCA was more resistant (2.983 ± 1.059). In the swelling test, the FFCAag and FFCA groups showed the highest percentage of absorption for the PBS solution and distilled water. The animals did not show clinical signs of intoxication. The organs showed no signs of acute systemic toxicity. The implant regions showed mild to moderate inflammatory infiltrate at 7 and 21 days. Only the TFCA group did not show maturation of type I collagen fibers in 21 days. Through the analyzes carried out, it was found that the TFCA was hydrophobic, with little resistance to traction and low potential for collagen fiber maturation. Therefore, TFCA shows little potential to be indicated as a possible scaffold for bone tissue engineering. It is concluded that FFCNA, FFCA and FFCAAg have the potential to be considered scaffolds, due to the following characteristics that were presented: good absorption rate, hydrophilicity and non-toxic. (AU)

Fibra de carbono em defeitos ósseos de tamanho crítico: estudo in vivo em ratos / Carbon fiber in critical size bone defects: an in vivo study in rats

Materiais a base de carbono têm sido utilizado em várias áreas como química, engenharia, ciência dos materiais, ciências biomédicas, entre outras. Além disso, por serem quimicamente estáveis, mecanicamente fortes, acessíveis economicamente, e biologicamente compatíveis, chamaram a atenção como material de arcabouço para a engenharia tecidual óssea. Assim, o presente estudo teve como objetivo principal avaliar a fibra de carbono obtida a partir de fibra PAN têxtil, nas suas diferentes formas, com vistas à obtenção de scaffolds como potencial enxerto ósseo sintético. Foram utilizados 34 ratos adultos (Rattus norvegicus, variação albinus, Wistar), e realizados dois defeitos ósseos críticos na calvária de cada animal com 5 mm de diâmetro. Vinte e quatro animais foram divididos aleatoriamente em 4 grupos: Defeito ósseo + coágulo sanguíneo, Defeito ósseo + Feltro Fibra de Carbono Não Ativado (FFCNA), Defeito ósseo + Feltro Fibra de Carbono Ativado (FFCA), Defeito ósseo + Feltro Fibra de Carbono Ativado com Prata (FFCAAg), e foram observados por períodos distintos de 15 e 60 dias para análise histomorfométrica e micro CT. Dez animais foram divididos aleatoriamente nos mesmos 4 grupos para aplicação de marcadores fluorocromáticos e análise de aposição mineral (em andamento). Após o período de observação dos subgrupos, os animais foram eutanasiados por sobredose de anestesia geral. Em seguida, as calvárias foram removidas para as análises. Na avaliação dos dois períodos (15 e 60 dias), o FFCNA mostrou-se melhor para os parâmetros de Área de Neoformação óssea, Área de Neoformação Lamelar e Área de Neoformação Intramembranosa. Em 60 dias, o grupo FFCNA apresentou maior volume ósseo, volume tecidual e maior número de trabéculas, mostrando-se um material sintético promissor como scaffold para regeneração óssea (AU)

Carbon based materiais have been used in some areas like chemistry, engineering, materials science, biomedical science, among others. In addition, because they are chemically stables, mecanically strongs, economically acessibles, and biologically compatibles, they have drawn attention as a scaffold material for bone tissue engineering. Thus, the present study had a main objetive to evaluate the carbon fiber obtained from textile PAN fiber, in its diferents forms, as a scaffolds potential synthetic bone. Thirty four adult rats was used (Rattus norvegicus, albinus variation, Wistar), and two critical bone defects was made with 5mm in diameter. Thenty for animals was ramdoly divided in 4 groups: Bone deffect + blood clot; Bone deffect + Unactivated Carbon Fiber Felt (FFCNA); Bone deffect + Activated Carbon Fiber Felt (FFCA); Bone deffect + Carbon Fiber Felt Activated with Silver (FFCAAg), and was observed for different periods of 15 and 60 days for histomorfometrical analisys and micro CT. Ten animals was ramdoly divided in the same four groups for aplication of fluorochromatic markers and mineral apposition analisysis (in progress). After the observation period of the subgroups, the animals was euthanized by general aneshtesia overdose. Then, the calvarias was removed for the analysis. In the evaluation of the two periods (15 and 60 days), the FFCNA was better for the parameters of Bone Neoformation Area, Lamelar Neoformation Area and Intramembranous Neoformation Area. In 60 days, the FFCNA group presented higher bone volume, tissue volume and higher number of trabeculae, showing a promising synthetic material as scaffold for bone regeneration. (AU)

Recurrent pterygium resection associated to fibrin membrane graft: report of two cases / Resseção do pterígio recorrente associada ao enxerto de membrana fibrina: relato de dois casos

ABSTRACT We propose a novel surgical technique in cases of aggressive recurrent pterygium non-subsidiary of treatment with conjunctival autografts or antimetabolites. Two presented cases were treated with surgical excision and a sutured plasma rich in growth factors membrane (mPRGF) followed by rich in growth factors (PRGF) eye drops treatment. After surgery, dexamethasone, tobramycin and PRGF eye drops were prescribed for 6 weeks. After a 12-month and 3-year post-surgical follow-up respectively, treated eyes with mPRGF did not present relapse, and visual acuity improved in both cases. No ocular complications, pain, eye discomfort nor other symptoms were observed. The combined use of PRGF eye drops and mPRGF seems an effective and safe therapy for recurrent pterygium.

RESUMO Nós propomos uma nova técnica cirúrgica em casos de pterígio agressivo recorrente não subsidiário de tratamento com autoenxertos conjuntivais ou antimetabólitos. Dois casos foram tratados com excisão cirúrgica e um plasma suturado rico em membrana de fatores de crescimento (mPRGF), seguido de tratamento com colírios ricos em fatores de crescimento (PRGF). Após a cirurgia, foram prescritos colírios de dexametasona, tobramicina e PRGF por 6 semanas. Após 12 meses e 3 anos de acompanhamento pós-cirúrgico respectivamente, os olhos tratados com mPRGF não apresentaram recidiva e a acuidade visual melhorou nos dois casos. Não foram observadas complicações oculares, dor, desconforto ocular ou outros sintomas. O uso combinado de colírios de PRGF e mPRGF parece uma terapia eficaz e segura para o pterígio recorrente.

Biomaterial polimérico obtido por eletrofiação: nanofibras de ácido polílatico incorporadas de biovidro dopado com estrôncio e cobalto / Polymeric biomaterial obtained by electrospinning: polylactic acid nanofibers incorporated with bioglass doped with strontium and cobalt

O desenvolvimento de biomateriais em nanoescala associado a polímeros vem crescendo com o passar dos anos, devido a suas características estruturais importantes para aplicações em sistemas biológicos. O presente estudo teve como finalidade sintetizar um novo biovidro pela rota sol-gel dopado com Sr e Co, e desenvolver fibras de PLA associadas ao biovidro para regeneração tecidual óssea. O biovidro foi preparado pela rota sol-gel nas proporções: 60% de SiO2; 36% de CaCl2 e 4% de P2O5, e dopado com os íons cobalto e estrôncio. Após, foram preparadas soluções de PLA e acrescentado 4% de biovidro puro ou dopado com 5% de estrôncio ou cobalto, resultando assim em quatro grupos: controle (somente PLA); PLA-P, PLA-P+Co e PLA-P+Sr. Os espécimes obtidos tiveram suas características morfológicas e físico-químicas analisadas por microscópio eletrônico de varredura, análise do diâmetro médio de fibras, análise do ângulo de contato, espectroscopia de energia dispersiva, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier; difratometria de Raios X, espectroscopia de Raman e granulometria por difração a laser. Os testes in vitro para caracterização biológica foram feitos com culturas de células mesenquimais oriundas de fêmures de 9 ratos, cultivadas em meio de cultura total suplementado osteogênico, após indução de diferenciação osteoblástica foram realizadas a análise da viabilidade celular, atividade de fosfatase alcalina, quantificação de conteúdo de proteína total e visualização de nódulos de mineralização. Como resultados foi observado que houve a efetiva incorporação dos íons na estrutura do biovidro, sendo o vidro nitrato free, com partículas em dimensões nanométricas e clorado. Quanto às análises biológicas todos os grupos apresentaram viabilidade celular, não houve diferença estatística significativa em relação aos demais testes para todos os grupos analisados. Foi possível desenvolver scaffolds de PLA/Biovidro dopado com íons sem citotoxicidade, sendo um possível material para aplicação na engenharia tecidual.

The development of nanoscale biomaterials associated with polymers has grown over the years, due to its important structural characteristics for applications in biological systems. The present study aimed to synthesize a new bioglass of composition 58s doped with Sr and Co, and to develop PLA fibers associated with the bioglass for bone tissue regeneration. The bioglass was prepared by the sol-gel route in the proportions: 60% SiO2; 36% CaCl2 and 4% P2O5, and doped with cobalt and strontium ions. Afterwards, PLA solutions were prepared and 4% pure or doped bioglass with 5% strontium or cobalt was added, thus resulting in four groups: control (PLA only); PLA-P, PLA-P + Co and PLA-P + Sr. The obtained specimens had their morphological and physicochemical characteristics analyzed by scanning electron microscope, analysis of the average fiber diameter, contact angle analysis, dispersive energy spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy; X-ray diffraction, Raman spectroscopy and laser diffraction granulometry. The in vitro tests for biological characterization were performed with cultures of mesenchymal cells from femurs of 9 rats, cultured in total supplemented osteogenic culture medium, after induction of osteoblastic differentiation, cell viability analysis, alkaline phosphatase activity, quantification of total protein content and visualization of mineralization nodules. As a result, it was observed that there was an effective incorporation of ions in the structure of the bioglass, the glass being nitrate free, with particles in nanometric dimensions and chlorinated. As for biological analyzes, all groups showed cell viability, there was no statistically significant difference in relation to the other tests for all groups analyzed. It was possible to develop PLA/Bioglass scaffolds doped with ions without cytotoxicity, being a possible material for application in tissue engineering.

Influência da fotobiomodulação na viabilidade e proliferação de células-tronco do ligamento periodontal humano cultivadas na superfície de filmes de ácido polilático / Influence of photobiomodulation on the viability and proliferation of human periodontal ligament stem cells cultured on the surface of polylactic acid films

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).

Utilização de membranas de L-PRF junto à instalação de implantes unitários em área anterior de maxila: estudo clínico randomizado / Use of L-PRF membranes in single implants installation in anterior maxilla area: randomized clinical trial

Para evitar a ocorrência de defeitos de tecido mole ao redor de implantes, um volume adequado de tecido (ósseo e mole) deve estar presente. Uma segunda geração de concentrado de plaquetas, denominada fibrina rica em plaquetas e leucócitos (L-PRF), foi desenvolvida na França. Pesquisas têm mostrado resultados positivos com o uso de L-PRF durante a colocação de implantes, melhorando a cicatrização dos tecidos moles e a osseointegração. O objetivo deste estudo foi avaliar se o uso de membranas de L-PRF associado à colocação de implantes unitários em área anterior de maxila gera aumento da espessura do tecido mole. Vinte e sete pacientes com indicação para instalação de implante unitário na região foram divididos aleatoriamente entre grupo teste (implante + L-PRF, n=14) e grupo controle (implante, n=13). Os procedimentos cirúrgicos foram realizados por um único operador. A espessura do tecido mole foi avaliada clinicamente previamente ao tratamento cirúrgico e após três meses da cirurgia. Os resultados mostraram que neste tempo de acompanhamento houve ganho na espessura do tecido mole vestibular ao implante (1,86±0,49 mm para 2,49±0,51 mm), bem como redução do defeito do rebordo na região (1,82±0,77 mm para 1,18±0,89 mm) no grupo teste. Não houve diferença significativa intragrupo no grupo controle para nenhum dos parâmetros avaliados. Concluiu-se que o uso de membranas de L-PRF gerou aumento da espessura de tecido mole quando associado à colocação de implante unitário em área anterior de maxila(AU)

To prevent the occurrence of soft tissue defects around implants, an adequate amount of bone and soft tissue volume should be present. A second generation of platelet concentrate, named Leucocyte and platelet-rich fibrin (PRF), was developed in France. Research has shown positive results with the use of PRF during implant placement, improving soft tissue healing and osseointegration. The aim of this study was to evaluate whether the use of L-PRF membranes associated with implant placement in anterior maxilla presents an increase in soft tissue thickness. Twentyseven patients requiring single implant placement in the area were randomly divided into test group (implant + L-PRF, n=14) and control group (implant, n=13). Surgical procedures were performed by a single operator. Soft tissue thickness was clinically assessed at baseline and 3 months after surgery. The results showed that, at this time of follow-up, there was a gain in vestibular soft tissue thickness (1.86 ± 0.49 mm to 2.49 ± 0.51 mm), as well as a reduction in the buccal bone defect in the region (1.82 ± 0.77 mm to 1.18 ± 0.89 mm) in the test group. There was no significant intragroup difference in the control group for any of the evaluated parameters. It was concluded that the use of L-PRF membranes can lead to an increase in soft tissue thickness when associated with a single implant placement in the anterior maxilla area(AU)

Characterization of Decellularized Human Pericardium for Tissue Engineering and Regenerative Medicine Applications / Caracterização do Pericárdio Humano Descelularizado para Engenharia de Tecidos e Aplicações de Medicina Regenerativa

Abstract Background: Pericardium tissue allograft can be used for surgical repair in several procedures. One of the tissue engineering strategies is the process of decellularization. This process decreases immunogenic response, but it may modify the natural extracellular matrix composition and behavior. Objective: The aim of this study was to evaluate the effectiveness of cell removal, maintenance of extracellular matrix properties and mechanical integrity of decellularized human pericardium using a low concentration solution of sodium dodecyl sulfate. Methods: Decellularization was performed with sodium dodecyl sulfate and ethylenediaminetetraacetic acid. Histological analysis, DNA quantification, evaluation of glycosaminoglycans and collagen were performed. Biomechanical assay was performed using tensile test to compare the decellularization effects on tissue properties of tensile strength, elongation and elastic modulus. P < 0.05 was considered significant. Results: There was reduction in visible nuclei present in pericardium tissue after decellularization, but it retained collagen and elastin bundles similar to fresh pericardium. The DNA contents of the decellularized pericardium were significantly reduced to less than 511.23 ± 120.4 ng per mg of dry weight (p < 0.001). The biomechanical assay showed no significant difference for fresh or decellularized tissue. Conclusion: The decellularization process reduces cell content as well as extracellular matrix components without changing its biomechanical properties.

Resumo Fundameto: O enxerto de pericárdio pode ser usado em muitos procedimentos de correção cirúrgica. Uma das estratégias da engenharia tecidual é o processo de descelularização. No entanto, embora esse processo diminua a resposta imunogênica, a descelularização pode modificar tanto o comportamento como a composição da matriz extracelular natural. Objetivos: Avaliar a eficácia da descelularização usando baixa concentração de dodecil sulfato de sódio na remoção celular, na manutenção das propriedades da matriz extracelular e na integridade mecânica do pericárdio humano descelularizado. Métodos: A descelularização foi realizada com dodecil sulfato de sódio e ácido etilenodiamino tetra-acético. Foi realizada análise histológica, quantificação de DNA, e avaliação de glicosaminoglicanos e colágeno. O estudo biomecânico foi conduzido pelo teste de tração para comparar os efeitos da descelularização sobre as propriedades teciduais de resistência à tração, alongamento e módulo de elasticidade. Foi considerado um valor de p < 0,05 como estatisticamente significativo. Resultados: Observou-se uma redução na quantidade de núcleos presentes no pericárdio após a descelularização, apesar de manter quantidades similares de feixes de elastina e de colágeno. As concentrações de DNA do pericárdio descelularizado foram significativamente reduzidas para menos que 511,23 ± 120,4 ng por mg de peso seco (p < 0,001). O teste biomecânico não apontou diferenças entre os tecidos fresco e descelularizado. Conclusão: A descelularização reduziu a concentração de células bem como os componentes da matriz extracelular sem afetar suas propriedades biomecânicas.

Isolation, cultivation and immunofluorescence characterization of lamellar keratinocytes from equine hoof by using explants / Isolamento, cultivo e caracterização por imunofluorescência de queratinócitos lamelares de casco equino utilizando explantes

The importance of the hoof to the horse health is clear, and the current knowledge regarding the cellular aspects of hoof keratinocytes is poor. Studies on equine keratinocyte culture are scarce. Developing keratinocyte cultures in vitro is a condition for studies on molecular biology, cell growth and differentiation. Some methods have already been established, such as those for skin keratinocyte culture. However, few methodologies are found for lamellar keratinocytes. The objective of this study was to standardize the equine hoof keratinocyte isolation and cultivation, and then characterize the cell immunophenotype. For this, the primary culture method used was through explants obtained from three regions of the equine hoof (medial dorsal, dorsal, and lateral dorsal). After the cell isolation and cultivation, the cell culture and its explants were stained with anti-pan cytokeratin (pan-CK) (AE1/AE3), vimentin (V9), p63 (4A4), and Ki-67 (MIB-1) antibodies. Cells were grown to third passage, were positive for pan-CK, p63 and Ki-67, and few cells had vimentin positive expression. As for the explants, the epidermal laminae were not stained for vimentin or Ki-67. However, some cells presented positive pan-CK and p63 expression. This study demonstrated the viability of lamellar explants of equine hooves as a form of isolating keratinocytes in primary cultures, as well as characterized the proliferation ability of such keratinocytes in monolayers.(AU)

É notória a importância do casco na saúde dos equinos, mas o conhecimento em nível celular é pouco entendido. Estudos envolvendo o cultivo de queratinócitos equinos são escassos. Sabe-se que o desenvolvimento de cultivos de queratinócitos in vitro é uma condição para estudos sobre a biologia molecular, crescimento e diferenciação celular. Alguns métodos já estão estabelecidos, como para cultivo de queratinócitos de pele, mas poucas metodologias são encontradas para queratinócitos lamelares. O objetivo desse estudo foi padronizar o cultivo de queratinócitos provenientes de casco equino visando futuramente associar ao estudo da medicina regenerativa para assim estabelecer um modelo experimental in vitro e indicar o uso criterioso de terapias regenerativas para a laminite equina. Desta forma, o cultivo em monocamada e a caracterização de queratinócitos lamelares foram realizados. Para isso, o método de cultura primária utilizado foi através de explantes obtidos de três regiões do casco (dorso-medial, dorsal e dorso-lateral). As células foram caracterizadas para os marcadores anti pan-cytokeratin (AE1/AE3), vimentin (V9), p63 (4A4) e Ki-67 (MIB-1) nos cultivos e nos explantes. As células foram cultivadas até terceira passagem, tendo marcação positiva para pan-CK, p63 e Ki-67 e fraca marcação para vimentina. Já as lâminas epidermais não tiveram marcação de vimentin e Ki-67, porém marcaram acentuadamente para pan-CK e p63. Este estudo demonstrou a exiquibilidade do uso de explantes lamelares do casco de equinos, como forma de isolamento de queratinócitos em cultivos primários, bem como caracterizou a habilidade de proliferação desses queratinócitos em monocamada.(AU)

Cardiac tissue engineering: current state-of-the-art materials, cells and tissue formation / Engenharia de tecidos cardíacos: atual estado da arte a respeito de materiais, células e formação tecidual

ABSTRACT Cardiovascular diseases are the major cause of death worldwide. The heart has limited capacity of regeneration, therefore, transplantation is the only solution in some cases despite presenting many disadvantages. Tissue engineering has been considered the ideal strategy for regenerative medicine in cardiology. It is an interdisciplinary field combining many techniques that aim to maintain, regenerate or replace a tissue or organ. The main approach of cardiac tissue engineering is to create cardiac grafts, either whole heart substitutes or tissues that can be efficiently implanted in the organism, regenerating the tissue and giving rise to a fully functional heart, without causing side effects, such as immunogenicity. In this review, we systematically present and compare the techniques that have drawn the most attention in this field and that generally have focused on four important issues: the scaffold material selection, the scaffold material production, cellular selection and in vitro cell culture. Many studies used several techniques that are herein presented, including biopolymers, decellularization and bioreactors, and made significant advances, either seeking a graft or an entire bioartificial heart. However, much work remains to better understand and improve existing techniques, to develop robust, efficient and efficacious methods.

RESUMO Doenças cardiovasculares são responsáveis pelo maior número de mortes no mundo. O coração possui capacidade de regeneração limitada, e o transplante, por consequência, representa a única solução em alguns casos, apresentando várias desvantagens. A engenharia de tecidos tem sido considerada a estratégia ideal para a medicina cardíaca regenerativa. Trata-se de uma área interdisciplinar, que combina muitas técnicas as quais buscam manter, regenerar ou substituir um tecido ou órgão. A abordagem principal da engenharia de tecidos cardíacos é criar enxertos cardíacos, sejam substitutos do coração inteiro ou de tecidos que podem ser implantados de forma eficiente no organismo, regenerando o tecido e dando origem a um coração completamente funcional, sem desencadear efeitos colaterais, como imunogenicidade. Nesta revisão, apresentase e compara-se sistematicamente as técnicas que ganharam mais atenção nesta área e que geralmente focam em quatro assuntos importantes: seleção do material a ser utilizado como enxerto, produção do material, seleção das células e cultura de células in vitro. Muitos estudos, fazendo uso de várias das técnicas aqui apresentadas, incluindo biopolímeros, descelularização e biorreatores, têm apresentado avanços significativos, seja para obter um enxerto ou um coração bioartifical inteiro. No entanto, ainda resta um grande esforço para entender e melhorar as técnicas existentes, para desenvolver métodos robustos, eficientes e eficazes.

What is the clinical applicability of regenerative therapies in dentistry? / Qual a aplicabilidade clínica das terapias regenerativas na odontologia?

ABSTRACT Regenerative therapies have been widely developed in dentistry and it is important to incorporate dentists' knowledge of these new therapies into the dental clinic routine. This study reviewed the literature on regenerative therapies and clinical applications. Tissue engineering has contributed to changes in the paradigm of restorative health sciences. Its pillars underpin the techniques of tissue and organ regeneration. Despite the majority of studies in this field being in vitro, a range of preclinical studies and methodologies has been formed using these principles and they are already being used on humans. The use of platelet-rich plasma and platelet-rich fibrin in surgery as natural scaffolds for the reestablishment of bone and periodontal tissue are often reported in the literature and clinical trials using this approach have shown promising results. Stem cells from autologous dental pulp have been successfully applied in bone tissue regeneration using natural collagen scaffold in humans. In addition, revascularization of the root canal already appears in the literature as a promising alternative to apexification. The principle behind this therapy is the use of the blood clot as a scaffold and the migration of stem cells of the apical papilla to regenerate the dental pulp organ. Final considerations: Although still in the early stages, regenerative therapies can now be used in dental practice. Knowledge of the principles governing these therapies should be understood by the dentist for use in clinical practice.

RESUMO Terapias regenerativas vem sendo amplamente desenvolvidas na odontologia e o conhecimento destas novas terapias por parte dos dentistas é importante para que elas sejam incorporadas na rotina clínica odontológica. Assim, este estudo revisou a literatura acerca das terapias regenerativas e suas aplicações clínicas. A engenharia tecidual tem contribuído na mudança do paradigma restaurador das ciências da saúde. Seus pilares embasam as técnicas de regeneração de tecidos e órgãos. Apesar da grande maioria dos estudos neste campo ser in vitro, uma gama de metodologias pré-clínicas foi consolidada e estudos utilizando estes princípios já estão sendo empregados em humanos. A utilização de plasma rico em plaquetas e plasma rico em fibrina como scaffolds naturais em cirurgias para reestabelecimento de tecido ósseo e periodontal são frequentemente relatadas na literatura e ensaios clínicos utilizando esta abordagem demonstram resultados promissores. Células-tronco da polpa dental autólogas já foram aplicadas com sucesso na regeneração de tecido ósseo utilizando scaffold naturais de colágeno em humanos. Além disto, a revascularização do canal radicular já aparece na literatura como uma alternativa promissora frente a opção de apecificação do canal radicular. Esta terapia utiliza como princípio o coágulo sanguíneo como scaffold e a migração das células-tronco da papila apical para regenerar o órgão pulpar. Considerações finais: Apesar de incipientes, as terapias regenerativas já podem ser utilizadas na prática clínica odontológica. O conhecimento dos princípios que regem estas terapias deve ser compreendido pelo dentista para que sejam utilizadas na prática clínica.

Mesenchymal stem cells in periodontics: new perspectives / Células mesenquimais indiferenciadas em periodontia: novas perspectivas

ABSTRACT Tissue engineering is a contemporary field of science, which aims to create conditions based on principles of cell and molecular biology, bioengineering and biomaterials to regenerate tissues. Mesenchymal stem cells present high proliferation rates and are able to differentiate into multilineages under certain conditions, suggesting that they have great potential to act in regeneration field. Tooth derived stem cells are a suitable alternative source of mesenchymal cells once they are easily accessible and have poor morbidity to the donor. Studies showed that they have been isolated and characterized from diverse tissues such as dental pulp, exfoliated deciduous teeth, periodontal ligament, gingiva, dental follicle and apical papilla. However studies show that there is heterogeneity among these populations and there is no standard method to select the most appropriate tooth derived stem cells for regenerative procedures. The aim of this review is to present the current perspective of the multiple types of tooth-derived stem cells and to discuss the basis for their use in periodontal tissue engineering.

RESUMO A engenharia de tecidos é um campo contemporâneo da ciência, que visa criar condições baseadas em princípios de biologia celular e molecular, bioengenharia e biomateriais para regenerar tecidos. As células tronco mesenquimais apresentam altas taxas de proliferação e são capazes de se diferenciar, sob certas condições, em multi-linhagens, sugerindo que elas têm grande potencial para atuar no campo da regeneração. As células tronco derivadas de tecidos dentais são uma fonte alternativa adequada de células mesenquimais uma vez que são de fácil acesso e têm baixa morbidade para o doador. Estudos demonstraram que elas já foram isoladas e caracterizadas a partir de diversos tecidos tais como polpa dentária, dentes decíduos esfoliados, ligamento periodontal, gengiva, folículo dental e papila apical. Entretanto, os estudos demonstram que há heterogeneidade entre essas populações e não existe um método padrão para selecionar as células-tronco dentais mais apropriadas para procedimentos regenerativos. O objetivo desta revisão é apresentar o conhecimento atual dos vários tipos de células-tronco derivadas de dentes e discutir as novas perspectivas para seu uso na engenharia de tecidos periodontais.

Tratamento criogênico para elevar a quantidade de macroporos no plasma rico em fibrina utilizado como scaffold em engenharia tecidual / Cryogenic treatment to increase the amount of macropores in plasma rich in fibrin used as scaffold in tissue engineering

Objetivos: Investigar se o tratamento criogênico é capaz de elevar a quantidade de macroporos no Plasma Rico em Fibrina (PRF) utilizado como scaffold sem destruir totalmente sua integridade estrutural. Métodos: Três amostras de sangue (10 ml) foram processadas para obtenção do PRF. As amostras foram armazenadas em ultrafreezer (-80°C) e armazenadas por sete dias e um ano. Como controle foi utilizado um PRF imediatamente após sua obtenção. Após os respectivos períodos de armazenamento, cada PRF foi preparado para análises histológicas. Três áreas representativas de cada amostra foram selecionadas e avaliadas no software Image J quanto ao tamanho dos poros: macro ≥ 50 µm e microporos < 50 µm. Resultados: Após sete dias e um ano de criopreservação foi observada uma área total de macroporos compreendendo 76% e 82% do PRF, respectivamente. No PRF processado imediatamente após sua obtenção observamos 64% de macroporos. Além disso, a criopreservação promoveu uma alteração do arranjo estrutural do PRF. Conclusão: O tratamento criogênico do PRF a -80°C (por 7 dias ou um ano) foi capaz de elevar a quantidade de macroporos mantendo uma considerada quantidade de microporos. Com o aumento do tempo de tratamento criogênico um maior número de macroporos foi observado.

Objectives: To investigate whether the cryogenic treatment is able to increase the amount of macropores in the Fibrin Rich Plasma (PRF) used as scaffold, without destroying its structural integrity. Methods: Three blood samples (10 ml) were processed to obtain the PRF. The samples were stored in ultra-freezer (-80° C) and maintained for seven days or one year. As a control, PRF immediately after their acquisition was used. After each storage period, PRF was prepared for histological analysis. Three representative areas of each sample were selected and evaluated in Image J software for pore size: macro ≥ 50 µm and micropores < 50 µm. Results: After seven days and after one year of cryopreservation was observed a total area of macropores comprising 76% and 82% of the PRF, respectively. In PRF processed immediately after collection was observed 64% of macropores. As observed, the cryopreservation changed the structural arrangement of the PRF. Conclusion: The cryogenic treatment of PRF at -80 ° C (for 7 days or one year) increased the amount of macropores maintaining a considerate amount of micropores. A greater number of macropores was observed as the cryogenic treatment time was increased.

Terapias para regeneração do disco articular

O presente estudo revisou a literatura científica em busca das perspectivas e dos principais desafios enfrentados pelas terapias de regeneração do disco articular. Revisão de literatura: a disfunção temporomandibular (DTM) é uma desordem de etiologia multifatorial em que patologias, deformidades e mau posicionamento do disco da articulação temporomandibular (ATM) estão presentes em até 70% dos casos diagnosticados. Dessa forma, o emprego de conhecimentos e princí- pios da engenharia tecidual para o desenvolvimento de terapias que busquem a regeneração do disco articular pode ser uma opção de tratamento futuro. Células- -tronco mesenquimais (MSC) são frequentemente empregadas, apresentando a capacidade de se diferenciar em condrócitos e depositar tecido semelhante ao da ATM. Estudos têm apontado que essas células podem apresentar melhor regeneração que células removidas da própria ATM lesionada, que apresentam uma menor deposição de matriz extracelular. Abordagens para reconstrução têm empregado, principalmente, scaffolds sintéticos, como polímeros e hidrogéis, assim como scaffolds naturais de origem colágena. Esses materiais têm possibilitado a proliferação celular e a deposição de matriz extracelular. Técnicas de descelularização com diversos solventes orgânicos têm apresentado a capacidade de não desenvolver resposta imune, sendo possível sua utilização. A utilização de fatores de crescimento parece contribuir significativamente na sinalização e diferenciação celular, incrementando a deposição de tecido cartilaginoso. Considerações finais: apesar de a regeneração tecidual do disco articular se apresentar como uma provável opção de tratamento para os diversos tipos de DTM, a literatura ainda se encontra em fase inicial de investigação, com estudos predominantemente in vitro e in vivo.