Avaliação da influência da quimioterapia com cisplatina ou 5-fluorouracil sobre o processo de reparo ósseo em implantes osseointegrados instalados em tíbias de ratos expostos ou não à nicotina / Evaluation of the influence of Cisplatin or 5-fluorouracil over the bone repair process around osseointegrated implants installed in tibiae of rats exposed or not to nicotine

RESUMO

Objetivo: avaliar a influência da nicotina e dos agentes antineoplásicos Cisplatina (CIS) e 5-fluorouracil (5-FU) sobre os tecidos peri-implantares, bem como os efeitos desses agentes antineoplásicos sobre os tecidos peri-implantares em animais previamente expostos à nicotina. Material e métodos: 180 ratos machos (Wistar) foram randomizados para dois grandes grupos (n=90), NIC e SS, em seguida, para três subgrupos (n=30) de acordo com os agentes antineoplásicos. Receberam 0,5ml de solução de cloreto de sódio 0,9% (SS) ou 3 mg/kg de hemissulfato de nicotina (NIC), de acordo com cada grupo, 30 dias antes e 30 dias após a cirurgia. No dia 0, todos os animais receberam os implantes de titânio (DSP Biomedical®, 4 mm x 2,2 mm) nas tíbias direita e esquerda. Aos 30 dias após a cirurgia, as aplicações de SS e NIC foram interrompidas por 5 dias e, aos 35 e 37 dias, foram administrados os agentes antineoplásicos CIS, 5-FU ou 0,5 ml de SS, via intraperitoneal, respeitando intervalo de 48 h entre as aplicações. Para CIS, 5 mg/kg e 2,5 mg/kg, e para 5- FU, 60 mg/kg e 40 mg/kg, respetivamente. SS-SS receberam SS via subcutânea e intraperitoneal. SS-CIS receberam SS via subcutânea e CIS via intraperitoneal. SS-5FU receberam SS via subcutânea e 5-FU via intraperitoneal. NIC-SS receberam NIC via subcutânea e SS via intraperitoneal. NIC-CIS receberam NIC via subcutânea e CIS via intraperitoneal. NIC-5FU receberam NIC via subcutânea e 5-FU via intraperitoneal. Dez animais por grupo/período foram eutanasiados aos 50, 65 e 95 dias após instalação dos implantes de titanio. Os especimes coletados foram fixados em formaldeido tamponado 4% por 48h e destinados para processamento sem desmineralizacao para analise do contato osso/implante (COI), ou processamento com desmineralizacao e inclusao em parafina para análises histométrica de porcentagem de tecido ósseo neoformado (PTON), histológica, e imunoistoquímica para detecção de BMP2/4, RUNX2, OCN e TRAP. Outros espécimes foram fixados em glutaraldeído 2,5% e tampão cacodilato 0,1M para análise ultraestrutural sob microscopia eletrônica de varredura (MEV). Resultados: SS-SS apresentou maior COI quando comparado aos demais grupos. SS-CIS e SS-5FU apresentaram maior COI quando comparados com NIC-CIS e NIC-5FU, respectivamente. NIC-SS apresentou maior COI quando comparado com NIC-CIS e NIC-5FU, sendo que NIC-5FU apresentou os piores resultados. SS-SS apresentou maior PTON quando comparado aos demais grupos. SS-CIS e SS-5FU apresentaram menor PTON aos 50 dias, e em todos os periodos, quando comparados com NIC-CIS e NIC-5FU, respectivamente. NIC-CIS apresentou maior PTON aos 65 dias quando comparado com NIC-5FU. A analise histologica dos tecidos periimplantares mostrou que CIS e 5-FU comprometem sua estrutura geral. O tratamento com nicotina tambem compromete o padrao de celularidade e estruturacao da matriz extracelular dos tecidos peri-implantares, o que e severamente agravado quando da associacao com agentes antineoplasicos. SS-SS apresentou maior numero de celulas BMP2/4, RUNX2 e OCN-positivas/mm2 quando comparado aos demais grupos. SS-SS apresentou menor numero de celulas TRAP-positivas/mm quando comparado com os demais grupos. A avaliacao imunoistoquimica para cada biomarcador indicou que os piores resultados foram observados nos grupos NIC-CIS e NIC-5FU quando comparados com os demais grupos. A analise ultraestrutural da interface osso/implante mostrou estruturacao tecidual e organizacao celular em SS-SS. Gap e desestruturacao tecidual foram observados no demais grupos, sendo que os piores resultados foram observados nos grupos com nicotina. Conclusão: tanto nicotina quanto agentes antineoplasicos, isoladamente, sao capazes de afetar negativamente os tecidos peri-implantares, sendo que a animais expostos a ambas substancias apresentam comprometimento mais severo desses tecidos(AU)

ABSTRACT

Objective: to evaluate the influence of nicotine and the antineoplastic agents Cisplatin (CIS) and 5-fluorouracil (5-FU) over the peri-implant tissues, as well as the effects of these agents over peri-implant tissues in animals previously exposed to nicotine. Material and Methods: 180 male rats (Wistar) were initially randomized to two groups (n=90), NIC and SS. Then, to three subgroups (n=30) according to the protocol of antineoplastic agents. Received 0.5 ml of sodium chloride 0.9% (SS) or 3 mg/kg of nicotine hemissulfate (NIC) according to each group, subcutaneously, 30 days before and after surgical procedure for implants placement. At day 0, all animals received the titanium implants (DSP Biomedical®, 4 mm x 2.2 mm) in both right and left tibiae. At 30 days after surgery SS and NIC was interrupted, and at 35 and 37 days were intraperitoneally administered the antineoplastic agents CIS, 5FU or 0.5 ml SS, with 48 h interval between applications. For CIS, 5 mg/kg and 2,5 mg/kg, and 5-FU, 60 mg/kg and 40 mg/kg, respectively. SS-SS received SS subcutaneously and intraperitoneally. SS-CIS received SS subcutaneously and CIS intraperitoneally. SS-5FU received SS subcutaneously and 5-FU intraperitoneally. NIC-SS received NIC subcutaneously and SS intraperitoneally. NIC-CIS received NIC subcutaneously and CIS intraperitoneally. NIC-5FU received NIC subcutaneously and 5-FU intraperitoneally. Ten animals per group and period were euthanized at 50, 65 and 95 days after implants placement. The collected specimens were fixed in buffered formaldehyde solution 4% for 48h and assigned to ground section processing for analysis of bone/implant contact (BIC), or conventional histologic processing with demineralization and paraffin embedding for histometric analysis of percentage of newly-formed bone (PNFB), histologic and immunohistochemistry for detection of BMP2/4, RUNX2, OCN and TRAP. Other specimens were fixed in 2.5% glutaraldehyde and cacodilate buffer 0.1M for ultrastructural analysis under scanning electron microscopy (MEV). Results: SS-SS showed higher BIC when compared with the other groups. SS-CIS and SS-5FU showed higher BIC when compared with NIC-CIS and NIC-5FU respectively. NIC-SS showed higher BIC when compared with NIC-CIS and NIC-5FU, and NIC-5FU showed the worst results. SS-SS showed higher PNFB when compared with the other groups. SS-CIS and SS-5FU showed higher PNFB at 50 days and in all periods when compared with NIC-CIS and NIC-5FU respectively. NIC-CIS showed higher PNFB at 65 days when compared with NIC-5FU. The histologic analysis of the peri-implant tissues showed that CIS and 5-FU jeopardize its general structure. The treatment with nicotine also compromises the cellularity and structural patterns of the extracellular matrix of peri-implants tissues, and the association of both agents exacerbates tissues' disruption. SS-SS showed higher number of BMP2/4, RUNX2 and OCN-positive cells/mm2 when compared with the other groups. SS-SS showed lower number of TRAP-positive cells/mm when compared with the other groups. The immunohistochemical analysis for each biomarker indicated that the worst results were observed in groups NIC-CIS and NIC-5FU when compared with the other groups. The ultrastructural analysis of the interface between bone/implant showed great tissue structuring and cell arrangement in SS-SS. Gap and tissues' disruption were observed in the other groups, with the worst results for the ones receiving nicotine. Conclusion: both nicotine and antineoplastic agents, even when isolated, are capable to negatively affect the peri-implant tissues, and animals exposed to both substances show the most compromising effects over these tissues(AU)