Uso de marcadores fluorescentes na engenharia tecidual óssea: estudo piloto / Use of fluorescent markers in bone tissue engineering: pilot study

RESUMO

Introdução: a regeneração e o reparo de tecidos ósseos perdidos é objeto de estudo da Bioengenharia Tecidual. O uso de biomateriais substitutos ósseos biomiméticos visa estimular os sistemas celulares e bioquímicos para restabelecer de modo mais eficiente o tecido ósseo nos casos de sua reconstrução. Ao investigar o processo de remodelação, é vital identificar áreas de novo crescimento para avaliar a eficácia dos biomateriais implantados e respectivos regimes de tratamento. A avaliação qualitativa e quantitativa da regeneração óssea pode ser realizada através da aplicação de marcadores como o Xilenol, a Tetraciclina, a Calceína e a Alizarina. A administração desses marcadores de forma associada possibilita ainda marcar sequencialmente camadas de nova deposição e remodelação durante o reparo. Objetivo: estabelecer um protocolo para utilização dos marcadores fluorescentes de reparo ósseo xilenol, tetraciclina, calceína e alizarina, em ratos. Metodologia: foram utilizados 35 ratos da linhagem Wistar, machos adultos, com massa corpórea entre 350 e 400g, e idade aproximada de 4 a 5 meses, distribuídos randomicamente em 5 grupos experimentais, submetidos à confecção de defeito ósseo circular de 8 mm em região de calvária, e administração dos diferentes marcadores segundo os grupos; XO ­ Xilenol; Ca ­ Calceína; Al ­ Alizarina; Te ­ Tetraciclina; C ­ Controle. Após 15 dias de experimento, os animais foram eutanasiados e as calvárias processadas e analisadas por histomorfometria, microscopia de epifluorescência e microscopia de fluorescência. Resultados: todos protocolos empregados para utilização dos marcadores fluorescentes xilenol, calceína, alizarina e tetracicilina foram úteis para identificar área de deposição mineral durante o período analisado de regeneração óssea em ratos. As imagens obtidas pela microscopia de fluorescência revela a presença dos marcadores incorporados à matriz óssea neoformada, no entanto a utilização da Alizarina e Calceína dentro dos protocolos testados mostraram-se mais eficientes. Conclusão: os protocolos testados nesse estudo apresentaram-se viáveis para utilização em pesquisas envolvendo marcadores de regeneração óssea, com resultados superiores para Alizarina e Calceína

ABSTRACT

Introduction: The regeneration and repair of lost bone tissues is the subject of a study of Tissue Bioengineering. The use of biomimetic biomaterial bone substitutes aims to stimulate the cellular and biochemical systems to restore more efficiently the bone tissue in the cases of its reconstruction. When investigating the remodeling process, it is vital to identify areas of new growth to evaluate the efficacy of implanted biomaterials and their treatment regimens. The qualitative and quantitative evaluation of bone regeneration can be performed through the use of markers such as Xylenol, Tetracycline, Calcein and Alizarin. The administration of such markers in an associated manner also makes it possible to sequentially mark layers of new deposition and remodeling during the repair. Objective: to establish a protocol for the use of fluorescent xylenol, tetracycline, calcein and alizarin bone repair markers in rats. Metodology thirtyfive male adult Wistar rats with a body mass ranging from 350 to 400 g and approximately 4 to 5 months old were randomly assigned to 5 experimental groups submitted to a circular bone defect of 8 mm in the region of calvaria, and administration of the different markers according to the groups; XO ­ Xylenol; Ca ­ Calcein; Al-Alizarin; Te ­ Tetracycline; C ­ Control. After 15 days of experiment, the animals were euthanized and the calvaria processed and analyzed by histomorphometry, epifluorescence microscopy and fluorescence microscopy. Results: all protocols used for fluorescence markers xylenol, calcein, alizarin and tetracycline were useful to identify area of mineral deposition during the analyzed period of bone regeneration in rats. The images obtained by fluorescence microscopy revealed the presence of the markers incorporated into the neoformed bone matrix, however the use of Alizarin and Calcein within the protocols tested were more efficient. Conclusion: the protocols tested in this study were feasible for use in research involving markers of bone regeneration, with superior results for Alizarin and Calcein.