Novo sistema de liberação de drogas ­ filme de fibroína de seda carregado ou não com insulina para reparo de feridas em mucosa palatina: estudo in vitro e clínico randomizado / A new drug delivery system ­ silk fibroin film loaded or not with insulin on palatal mucosa wound healing: in vitro study and a randomized clinical trial

ABSTRACT

Several types of periodontal and peri-implant soft tissue defects require surgical treatment to reestablish function and aesthetics. However, local, and systemic factors can jeopardize tissue repair leading to unexpected outcomes and postoperative discomfort. In order to overcome this problem, new devices have been developed to improve surgical procedures outcomes and patient experience. The aim of the present study was to develop a new silk fibroin (SF)/chitosan (CH) film loaded with insulin as a drug delivery system to improve palatal donor area healing after free gingival graft harvesting for ridge preservation. For this, biomaterial development, characterization and in vitro assessment were performed to evaluate the new delivery system. In addition, 3- months outcomes from palatal wound healing following the use of the proposed delivery system were assessed through clinical, patient centered parameters, immunological, microbiological, and histological evaluations. Sixty-nine patients with indication of tooth extraction were enrolled into 3 groups Control Group (C) (n=23) open wound on palatal mucosa followed by spontaneous healing; SF/CH Film (F) (n=23) open wound on palatal mucosa and silk fibroin film as dressing; Insulin-loaded SF/CH film (IF) (n=23) open wound on palatal mucosa and an insulin- loaded silk fibroin film as a delivery system. It was verified some characteristics that are favorable to the oral environment, such as mechanical properties, swelling and permeability to water vapor. The biomaterial presented a standard of a controlled release system through diffusion with delivery stability in human saliva, along with an excellent biocompatibility with the absence of cytotoxicity and genotoxicity increasing cell viability in lineage cells (HaCat). F and IF promoted accelerated palatal wound closure on day 7 and 14 after surgery, as well as an early epithelialization, compared to the C group. Both films were capable to reduce pro-inflammatory cytokines (IL-6, TNF-α, IL-1ß) and modulate biomarkers correlated to tissue degradation/remodeling. Spontaneous healing microbiome reported higher genus/species with pathogenic role in the oral mucosa with reduction in health species following this profile until de end of the follow-up. A tendency of eubiosis was observed in F and IF groups throughout healing process. It seems that this new device has a promising application in oral cavity and positively influence wound healing. (AU)

RESUMO

Diversos tipos de defeitos mucogengivais requerem abordagem cirúrgica para o reestabelecimento funcional e estético. Porém, alterações locais e sistêmicas podem prejudicar o processo de reparo gerando resultados inesperados e desconforto ao paciente. Biomateriais vem sendo desenvolvidos para melhorar os resultados dos procedimentos cirúrgicos e a experiência clínica do paciente. O objetivo do presente estudo foi desenvolver um filme de fibroína de seda (FS) e quitosana (QT) carregado com insulina (INS), atuando como um sistema de liberação, para acelerar a cicatrização de feridas na área doadora palatina após procedimento de preservação de rebordo com uso de enxerto gengival livre. Para isso, foi executado o desenvolvimento, caracterização e avaliação in vitro do biomaterial. Ademais, o resultado de 3 meses do reparo das feridas palatinas foi verificado por meio de avaliações clínicas, imunológica, microbiológica, histológica, bem como parâmetros centrados no paciente. Sessenta e nove pacientes foram alocados aleatoriamente nos grupos Controle (C) (n=23) ferida aberta em palato seguido de cicatrização espontânea; Filme de FS/QT (F) (n=23) ferida aberta em palato associada ao filme na área doadora; Filme de FS/QT carregado com INS (IF) (n=23) ferida aberta em palato associada ao filme carregado com INS na área doadora. Verificou-se propriedades mecânicas, bem como de entumecimento e permeabilidade ao vapor de água, favoráveis ao meio bucal sem nenhuma alteração com a inclusão da INS. O dispositivo apresentou liberação controlada por meio de difusão com estabilidade em saliva humana. Excelente biocompatibilidade com ausência de cito e genotoxicidade foi observada em diversos tipos celulares aumentando a viabilidade celular em células de linhagem (HaCat). F e IF favoreceram um fechamento acelerado da ferida palatina aos 7 e 14 dias pós-injuria, assim como uma epitelização precoce destes comparado ao grupo C. F e IF reduziram citocinas pró-inflamatórias (IL6, TNF-α, IL-1ß) além de apresentarem função modulatória na quantificação de biomarcadores relacionados a degradação tecidual. O Grupo C apresentou gênero/espécies com potencial patogênico e redução de microrganismos relacionados a saúde mantendo este perfil aos 14 e 30 dias. Enquanto isso, uma tendência a eubiose foi observado em F e IF ao longo do processo de cicatrização. Deste modo, verifica-se a aplicação promissora do novo dispositivo na cavidade oral bem como capacidade de influenciar positivamente o reparo da mucosa oral. (AU)