Avaliação pré-clínica de um material substituto ósseo xenógeno a base de hidroxiapatita/colágeno

Autores

  • Rafael Cotias Bittencourt Post-graduation Program in Dentistry, UFF - Fluminense Federal University, Niteroi, RJ
  • Igor Iuco Castro-Silva Post-graduation Program in Dentistry, UFF - Fluminense Federal University, Niteroi, RJ
  • Anderson de Oliveira Paulo Post-graduation Program in Dentistry, FACIT - Faculty of Sciences of Tocantins, Araguaína, TO
  • Débora dos Santos Tavares UFS - Sergipe Federal University, Lagarto, SE
  • José Mauro Granjeiro Directory of Programs/Bioengineering Program, INMETRO - National Institute of Metrology, Standardization and Industrial Quality, Duque de Caxias, RJ

DOI:

https://doi.org/10.15448/1980-6523.2014.1.12506

Palavras-chave:

Bioprótese, teste de materiais, regeneração óssea, apatita, colágeno

Resumo

Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades físicas, químicas e biológicas de um xenoenxerto bovino para o reparo ósseo. Métodos: Análise físico-química foi conduzida usando difração de raios X, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier e microscopia eletrônica de varredura. Biocompatibilidade in vitro foi avaliada através de ensaios de citotoxicidade e adesão celular usando culturas de linhagem celular de fibroblastos e pré-osteoblastos murinos, respectivamente. Além disso, por ensaio in vivo usando enxertia subcutânea no modelo rato (5 e 10 semanas, hidroxiapatita sintética como material controle) e ainda um experimento a longo prazo em defeitos de tamanho crítico em calvária (6 e 9 meses, coágulo sanguíneo e osso autógeno como controles negativo e positivo, respectivamente). Resultados: O material teste apresentou uma arquitetura tridimensional consistindo de grânulos densos e microporos (várias dimensões), composto de hidroxiapatita cristalina/fibras colágenas. O xenoenxerto foi citocompatível e após 7 dias foi observado espraiamento de pré-osteoblastos sobre grânulos do material. Análise histopatológica do material implantado no subcutâneo de ratos mostrou o xenoenxerto intato após 10 semanas circundado por tecido conjuntivo frouxo com suave infiltrado inflamatório e células gigantes multinucleadas ao redor de partículas (5 e 10 semanas) similar à hidroxiapatita sintética. Considerando os defeitos de tamanho crítico em calvária foi observada 1,7 vezes mais formação de novo osso no xenoenxerto do que no grupo controle (P<0,001), um resultado similar verificado no autoenxerto. Não houve variação significante na densidade de volume do xenoenxerto (37,9%±4,3). Conclusão: Pode-se concluir que o material xenógeno é biomimético, biocompatível, osseocondutor e nãoreabsorvível, portanto sendo um material promissor para o reparo ósseo.

Biografia do Autor

Rafael Cotias Bittencourt, Post-graduation Program in Dentistry, UFF - Fluminense Federal University, Niteroi, RJ

MD in Dentistry

Igor Iuco Castro-Silva, Post-graduation Program in Dentistry, UFF - Fluminense Federal University, Niteroi, RJ

PhD stud in Dentistry

Anderson de Oliveira Paulo, Post-graduation Program in Dentistry, FACIT - Faculty of Sciences of Tocantins, Araguaína, TO

PhD in Dentistry

Débora dos Santos Tavares, UFS - Sergipe Federal University, Lagarto, SE

PhD in Metallurgical and Materials Engineering

José Mauro Granjeiro, Directory of Programs/Bioengineering Program, INMETRO - National Institute of Metrology, Standardization and Industrial Quality, Duque de Caxias, RJ

Senior Researcher

Referências

Castro-Silva II, Zambuzzi WF, Granjeiro JM. Current overview of the use of xenograft in dentistry. Innov Implant J Biomater Esthet. 2009;4:70-5.

Silva IIC, Pimentel-Soares S, Bittencourt RC, Granjeiro JM. Natural bovine anorganic apatite and collagen presents osteoconductivity and contribute to bone repair of rat calvaria critical size defect. Key Eng Mater. 2008; 396-398:249-52.

Paulo AO, Castro-Silva II, Oliveira DF, Machado MEL, Bonetti-Filho I, Granjeiro JM. Repair of critical-size defects with autogenous periosteumderived cells combined with bovine anorganic apatite/collagen: an experimental study in rat calvaria. Braz Dental J. 2011;22:322-8.

Alexander JW. Bone grafting. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 1987;17:811-9.

Castro-Silva II, Zambuzzi WF, Castro LO, Granjeiro JM. Periosteal-derived cells for bone bioengineering: a promising candidate. Clin Oral Impl Res. 2012;23:1238-42.

Ferreira GR, Cestari TM, Granjeiro JM, Taga R. Lack of repair of rat skull critical size defect treated with bovine morphometric protein bound to microgranular bioabsorbable hydroxyapatite. Braz Dent J. 2004;15:

-80.

Galia CR, Macedo CA, Rosito R, Mello TM, Camargo LM, Moreira LF. In vitro and in vivo evaluation of lyophilized bovine bone biocompatibility. Clinics. 2008;63:801-6.

Conz MB, Granjeiro JM, Soares GA. Physicochemical characterization of six commercial hydroxyapatites for medical-dental applicatons as bone graft. J Appl Oral Sci. 2005;13:136-40.

Rodrigues CVM, Serricella P, Linhares AB, Guerdes RM, Borojevic R, Rossi AM et al. Characterization of a bovine collagen-hydroxyapatite composite scaffold for bone tissue engineering. Biomaterials. 2003;24:4987-97.

Sena LA, Caraballo MM, Rossi AM, Soares GA. Synthesis and characterization of biocomposites with different hydroxyapatite-collagen ratios. J Mater Sci Mater Med. 2009;20:2395-400.

Yuan H, Kurashina K, de Bruijn JD, Li Y, de GK, Zhang X. A preliminary study on osteoinduction of two kinds of calcium phosphate ceramics. Biomaterials. 1999;20:1799-806.

Granjeiro JM, Oliveira RC, Bustos-Valenzuela JC, Sogayar MC, Taga R. Bone morphogenetic proteins: from structure to clinical use. Braz J Med Biol Res. 2005;38:1463-73.

Balduino A, Hurtado SP, Frazão P, Takiya CM, Alves LM, Nasciutti LE et al. Bone marrow subendosteal microenvironment harbours functionally distinct haemosupportive stromal cell populations. Cell Tissue Res. 2005;319:255-66.

Takamori ER, Figueira EA, Taga R, Sogayar MC, Granjeiro JM. Evaluation of the cytocompatibility of mixed bovine bone. Braz Dent J. 2007;18:179-84.

Accorsi-Mendonca T, Conz MB, Barros TC, de Sena LA, Soares GA, Granjeiro JM. Physicochemical characterization of two deproteinized bovine xenografts. Braz Oral Res. 2008;22:5-10.

Liu Y, Kim YK, Dai L, Li N, Khan SO, Pashley DH et al. Hierarchical and nonhierarchical mineralization of collagen. Biomaterials. 2011;32:1291-300.

Wopenka B, Pasteris JD. A mineralogical perspective on the apatite in bone. Mater Sci Eng C. 2005;25:131-43.

Jardelino CL, Takamori ER, Santos SRA, Rossi AM, Granjeiro JM. Biocompatibility of bovine anorganic xenograft. Key Eng Mater. 2008; 396-398:3-6.

Conz MB, Granjeiro JM, Soares GA. Hydroxyapatite crystallinity does not affect the repair of critical size bone defects. J Appl Oral Sci. 2011;19: 337-42.

Sanches RS, Oliveira RC, Zambuzzi WF, Takamori ER, Cestari TM, Taga R et al. Histomorphometric and radiographic monitoring the repair of critical defects in skulls of rats completed with combination of medular bovine bone plus BMP. Innov Implant J Biomater Esthet. 2009;4:32-8.

Calasans-Maia MD, Ascoli FO, Novellino ATNA, Rossi AM, Granjeiro JM. Comparative histological evaluation of tibial bone repair in rabbits treated with xenografts. Acta Ortop Bras. 2009;17:340-3.

Gonçalves F, Hohn A, Granjeiro JM, Silva IIC, Taga R, Cestari TM et al. Bone regeneration in Dentistry with use of composed bone substitute Gen Mix. Implant News. 2009;6:373-9.

Sicca CM, Corotti MV, Sgarbosa SH, Cestari TM, Cavalcanti MG, Ferreira PM et al. Comparative histomorphometric and tomographic analysis of maxillary sinus floor augmentation in rabbits using autografts and xenografts. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2008;86:188-96.

Oliveira RC, Oliveira FH, Cestari TM, Taga R, Granjeiro JM. Morphometric evaluation of the repair of critical-size defects using demineralized bovine bone and autogenous bone grafts in rat calvaria. Clin Oral Implants Res. 2008;19:749-54.

Abla M, Wuo AV, Bastos F, Tucci R, Tsukumo R, Lima AD. Split-mouth design for biomaterial and autogenous bone combinations in sinus lifting procedures: a case report with histological evaluation. Implant News 2009;6:561-6.

Downloads

Publicado

2014-07-28

Edição

v. 29 n. 1 (2014)

Seção

Artigo Original

Licença

DIREITOS AUTORAIS
A submissão de originais para a Odonto Ciência implica na transferência, pelos autores, dos direitos de publicação. Os direitos autorais para os artigos publicados nesta revista são do autor, com direitos da revista sobre a primeira publicação. Os autores somente poderão utilizar os mesmos resultados em outras publicações indicando claramente a Odonto Ciência como o meio da publicação original.

LICENÇA CREATIVE COMMONS
Em virtude de ser uma revista de acesso aberto, permite-se o uso gratuito dos artigos em aplicações científicas e educacionais, desde que citada a fonte. De acordo com a Licença Creative Commons CC-BY 4.0, adotada pela Odonto Ciência o usuário deve respeitar os requisitos abaixo.

Você tem o direito de:
Compartilhar — copiar e redistribuir o material em qualquer suporte ou formato.
Adaptar — remixar, transformar e criar a partir do material para qualquer fim, mesmo que comercialmente.

Porém, somente de acordo com os termos seguintes:
Atribuição — Você deve dar o crédito apropriado, prover um link para a licença e indicar se mudanças foram feitas. Você deve fazê-lo em qualquer circunstância razoável, mas de maneira alguma que sugira que a Odonto Ciência apoia você ou o seu uso.
Sem restrições adicionais — Você não pode aplicar termos jurídicos ou medidas de caráter tecnológico que restrinjam legalmente outros de fazerem algo que a licença permita.

Avisos:
Você não tem de cumprir com os termos da licença relativamente a elementos do material que estejam no domínio público ou cuja utilização seja permitida por uma exceção ou limitação que seja aplicável.
Não são dadas quaisquer garantias. A licença pode não lhe dar todas as autorizações necessárias para o uso pretendido. Por exemplo, outros direitos, tais como direitos de imagem, de privacidade ou direitos morais, podem limitar o uso do material.

Para mais detalhes sobre a licença Creative Commons, siga o link no rodapé desta página eletrônica.