Efeitos de um biomaterial de origem vegetal (equisetum hyemale) associado a hidrogel contendo ácido hialurônico na regeneração de defeito ósseo em maxila: um estudo preliminar / Effects of a plant-derived biomaterial (Equisetum hyemale) associated with a hyaluronic acid-containing hydrogel on the regeneration of a bone defect in the maxilla: a preliminary study

RESUMO

O tecido ósseo é um tecido naturalmente capaz de se autorregenerar. Entretanto, defeitos ósseos de maiores dimensões têm tal processo dificultado e, em situações de difícil reparação espontânea necessitam de auxílio de enxertos ou materiais apropriados para dar suporte à neoformação óssea. Hidrogéis são excelentes materiais a serem utilizados para esse fim, uma vez que são capazes de mimetizar a maioria das propriedades dos tecidos conjuntivos. Recentemente, despertou-se um interesse significativo no desenvolvimento de hidrogéis híbridos que pudessem ser utilizados em várias aplicações biomédicas. Uma diversidade de partículas é combinada a esse hidrogéis resultando em melhores propriedades. Dessa forma, este estudo tem como objetivo avaliar a influência de um scaffold contendo ácido hialurônico associado a um biovidro experimental de origem vegetal - Equisetum hyemale (BG-Carb), na regeneração de um defeito ósseo em maxila de camundongos. Nesse estudo preliminar, camundongos C57BL/6 (n = 3 por grupo e tempo experimental) (CEUA #042/2022) tiveram seu primeiro molar superior esquerdo extraído. Em seguida, uma ponta diamantada KGS #2128 (KG Soresen®), acoplada a um motor em baixa rotação (5000 rpm) foi utilizada para a realização de um defeito com a remoção do septo alveolar. Parte dos animais tiveram os defeitos preenchidos exclusivamente por HyStem®-HP (hidrogel à base de ácido hialurônico) (2 µL), enquanto a outra parte recebeu BG-Carb (1 µg) disperso em HyStem®-HP (2 µL). Após a eutanásia, as amostram foram processadas para análise histológica de rotina para histomorfometria, graduação do processo inflamatório, vascularização e neoformação óssea após 7 e 21 dias pós-cirúrgicos. Os resultados foram analisados considerando o nível de significância de 5% (p < 0,05). Aos 7 dias, o grupo que recebeu a associação BG-Carb e HyStem®-HP apresentou maiores valores numéricos de neoformação óssea, todavia sem diferença significativa em relação ao uso exclusivo de HyStem®-HP (controle). Aos 21 dias, os grupos HyStem®-HP e BG- Carb associado a HyStem®-HP apresentaram resultados semelhantes tanto na quantificação de tecido ósseo como de conjuntivo. O escore total para graduação para cada material também foi semelhante aos 7 e 21 dias. Apesar disso, comparando-se cada material nos tempos 7 e 21 dias, o grupo HyStem®-HP apresentou aumento significativo de parâmetros qualitativos e quantitativos, demonstrando que a associação HyStem®-HP + BG-Carb apresentou neoformação óssea inicial mais robusta. A quantificação epitelial da região da cirurgia aos 21 dias em ambos os grupos revelou aumento significativo da espessura, continuidade e uniformidade do epitélio nos grupos tratados com o a associação dos biomateriais em relação ao controle. Nas condições experimentais deste estudo, tanto o uso do HyStem®-HP como do HyStem®-HP + BG-Carb podem promover neoformação óssea. No entanto, a associação do hidrogel à base de ácido hialurônico com o BG-Carb parece promover neoformação óssea inicial mais consistente e estimular a proliferação da mucosa adjacente à cirurgia com maior espessura do tecido epitelial.

ABSTRACT

Bone tissue is a naturally regenerative tissue. However, larger bone defects have a difficult time undergoing this process and require the assistance of grafts or appropriate materials to support new bone formation. Hydrogels are excellent materials to use for this purpose since they can mimic most of the properties of connective tissues. Recently, there has been significant interest in the development of hybrid hydrogels that can be used in various biomedical applications. A variety of particles can be combined with these hydrogels, resulting in better properties. Thus, this study aims to evaluate the influence of a scaffold containing hyaluronic acid associated with an experimental plant-derived bioactive glass - Equisetum hyemale (BG-Carb), on the regeneration of a mouse maxillary bone defect. In this preliminary study, C57BL/6 mice (n = 3 per group and experimental time) (CEUA # 042/2022) had their upper left first molar extracted. Then, a KGS # 2128 diamond bur (KG Soresen®), attached to a low- speed motor (5000 rpm), was used to create a defect with removal of the alveolar septum. Some of the animals had defects filled exclusively with HyStem®-HP (hyaluronic acid-based hydrogel) (2 µL), while the other part received BG-Carb (1 µg) dispersed in HyStem®-HP (2 µL). After euthanasia, the samples were processed for routine histological analysis for histomorphometry, grading of the inflammatory process, vascularization, and new bone formation after 7 and 21 post-surgical days. The results were analyzed considering a significance level of 5% (p < 0.05). At 7 days, the group that received the BG-Carb and HyStem®-HP association showed higher numerical values of new bone formation, but without a significant difference compared to the exclusive use of HyStem®-HP (control). At 21 days, the HyStem®-HP and BG- Carb groups associated with HyStem®-HP showed similar results in both bone and connective tissue quantification. The total score for grading for each material was also similar at 7 and 21 days. However, comparing each material at 7 and 21 days, the HyStem®-HP group showed a significant increase in qualitative and quantitative parameters, demonstrating that the HyStem®-HP + BG-Carb association presented a more robust initial bone formation. The epithelial quantification of the surgery region at 21 days in both groups revealed a significant increase in thickness, continuity, and uniformity of the epithelium in the groups treated with the association of biomaterials compared to the control. Under the experimental conditions of this study, both the use of HyStem®-HP and HyStem®-HP + BG-Carb can promote bone formation. However, the association of the hyaluronic acid-based hydrogel with BG-Carb appears to promote a more consistent initial bone formation and stimulate the proliferation of the mucosa adjacent to the surgery with greater thickness of the epithelial tissue.